DE19952407A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Ultraschallprüfung eines nach Art eines Hohlzylinders geformten Prüflings - Google Patents

Abstract

Zur Detektion eines Längsfehlers (3) an der Außenoberfläche (5) eines nach Art eines Hohlzylinders geformten Prüflings (1) wird an einer Einkoppelstelle (21) an der Innenoberfläche (11) des Prüflings (1) eine transversal und senkrecht zur Längsachse (7) des Prüflings (1) polarisierte Ultraschallwelle (25) im Prüfling (1) erzeugt. Die Ultraschallwelle (25) wird nach Reflexion an der Außenoberfläche (5) an einer von der Einkoppelstelle (21) in azimuthaler Richtung beabstandeten Auskoppelstelle (27) an der Innenoberfläche (11) empfangen. Aus einer Verminderung eines Empfangssignals wird auf das Vorhandensein des Fehlers (3) geschlossen. Eine Vorrichtung zur Detektion solcher Fehler (3) weist einen Adapterkörper (41) auf, an den auf der einen Seite ein Ultraschallsender (23) und ein Ultraschallempfänger (29), vorzugsweise geneigt zueinander, akustisch angekoppelt sind, und der auf der anderen Seite eine kreisförmig gekrümmte Adapterfläche (43) zur Ankopplung an die Innenoberfläche (1) des Prüflings (1) aufweist.

Description

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der zerstörungsfreien Werkstoffprüfung.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Detektion eines Fehlers, insbesondere eines Risses, an der Außenober­ fläche eines nach Art eines Hohlzylinders geformten Prüf­ lings, insbesondere einer Hohlwelle oder einer Hohlscheibe, wobei der Fehler zumindest mit einer Komponente parallel zur Längsachse des Prüflings orientiert ist.

Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zur Detek­ tion eines Fehlers, insbesondere eines Risses, an der Außen­ oberfläche eines nach Art eines Hohlzylinders geformten Prüf­ lings, insbesondere einer Hohlwelle oder einer Hohlscheibe, wobei der Fehler zumindest mit einer Komponente parallel zur Längsachse des Prüflings orientiert ist.

Bei rotationssymmetrischen Prüflingen, insbesondere bei Stan­ gen, Stäben, Wellen, Rohren oder Zylindern, können sowohl Querrisse, deren Rißfläche senkrecht auf der Rotationsachse steht, als auch Längsrisse auftreten, die parallel zur Rota­ tions- oder Längsachse orientiert sind.

In dem Buch von Josef Krautkrämer und Herbert Krautkrämer mit dem Titel "Werkstoffprüfung mit Ultraschall", Springer Ver­ lag, Berlin 1986, sind auf den Seiten 398 bis 403 Ultra­ schallprüfeinrichtungen beschrieben, mit denen Querrisse an Achswellen von Eisenbahnzügen detektierbar sind. Die Achswel­ len sind an vielen Stellen - bedingt durch Antriebseinrich­ tungen und Bremsscheiben - nicht von außen für eine Prüfung zugänglich. Für die Prüfung mit solchen Einrichtungen sind die Achswellen zahlreicher Lokomotiven deshalb als Hohlwellen mit einer zentralen Bohrung (Innendurchmesser ca. 90 mm) aus­ gebildet. In diese Innenbohrung wird zur Prüfung der Welle auf Querrisse ein für einen Einschallwinkel von 45° herge­ richteter Innenwinkelprüfkopf eingeführt. Eine Prüfung auf Längsrisse, auf die die Erfindung abzielt, ist damit nicht möglich.

In dem gleichen Buch ist auf Seite 461 in Abb. 26.18 eine Vorgehensweise zur Prüfung dickwandiger Rohre beschrie­ ben. Hierbei wird von der Innenoberfläche des Rohrs ausgehend eine transversal polarisierte Ultraschallwelle in die Rohr­ wand eingekoppelt, die nach Reflexion an der Außenoberfläche auf einen an der Innenoberfläche befindlichen Riß trifft. Bei der dort dargestellten Impuls-Echo-Technik wird aus einer Er­ höhung des Empfangssignals auf das Vorhandensein des Risses geschlossen. Dabei wird der sogenannte Winkel-Spiegeleffekt ausgenutzt, der im gleichen Buch auf Seite 45ff näher be­ schrieben ist. Dieser Winkel-Spiegeleffekt führt nur dann zu guten Ergebnissen, d. h. zu einer hohen Reflexion, wenn der Einfallwinkel (Auftreffwinkel) am Riß im Bereich von 35° bis 55° liegt. Da der Einfallwinkel der Ultraschallwelle an der Außenoberfläche des Rohrs aber in der Regel erheblich kleiner als der Einfallwinkel an der Innenoberfläche des Rohrs ist, sind bei dieser Vorgehensweise Längsrisse an der Außenober­ fläche des Rohrs nicht detektierbar. Mit anderen Worten: Der kleine Einfall- oder Auftreffwinkel an der Außenoberfläche läßt - selbst bei sehr großen Einschallwinkeln von 70° bis 80° - keine hinreichend große Reflexion eines Fehlerechos zu.

In dem genannten Buch von Josef Krautkrämer und Herbert Krautkrämer ist auf Seite 461 in der Abb. 26.19 eine weitere Vorrichtung zur Rohrprüfung beschrieben, bei der in einer Tauchtechnik-Anordnung ein Senkrechtprüfkopf ins Rohr­ innere eingeführt wird. Die von diesem Senkrechtprüfkopf in axialer Richtung abgestrahlte Ultraschallwelle wird mittels eines vor dem Prüfkopf angeordneten Spiegels auf die Rohrwand gelenkt. Diese Vorgehensweise ist besonders aufwendig und außerdem für eine zuverlässige Detektion von Längsfehlern an der Außenoberfläche nicht geeignet. Ferner besteht auch hier­ bei die vorstehend beschriebene Problematik, daß bei großen Wanddicken die Auftreffwinkel an der Außenwand keine Prüfaus­ sage bezüglich axial orientierter Materialfehler erlauben.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, mit der die Detektion eines Längsfehlers an der Außenoberfläche des Prüflings in sowohl zuverlässiger als auch einfacher Weise auch dann möglich ist, wenn die Außenoberfläche nicht zugänglich ist.

Die verfahrensbezogene Aufgabe wird bezogen auf das eingangs genannte Verfahren gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß an einer Einkoppelstelle an der Innenoberfläche des Prüflings eine transversal und senkrecht zur Längsachse des Prüflings polarisierte Ultraschallwelle im Prüfling erzeugt und nach Reflexion an der Außenoberfläche an einer von der Einkoppel­ stelle in azimuthaler Richtung beabstandeten Auskoppelstelle an der Innenoberfläche empfangen wird, wobei aus einer Ver­ minderung eines Empfangssignals auf das Vorhandensein des Fehlers geschlossen wird.

Das Verfahren ist in seiner Anwendung nicht auf Hohlwellen eingeschränkt und kann vielmehr auch bei Hohlscheiben ange­ wendet werden. Voraussetzung für die Durchführung des Verfah­ rens ist nur eine Innenoberfläche, von oder aus der Fehler an der Außenoberfläche detektiert wird.

Im Falle der Prüfung einer Hohlscheibe ist die Längsachse mit der Rotations- oder Zentralachse der Scheibe identisch.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Einschallwin­ kel der Ultraschallwelle im Prüfling einen Wert auf, der grö­ ßer als der zu dem ersten kritischen Winkel gehörige trans­ versale Brechungswinkel des Materials ist, aus dem der Prüf­ ling gefertigt ist.

Vorzugsweise ist bei einem aus Stahl gefertigten Prüfling der Einschallwinkel größer als 35°, insbesondere größer als 38°.

Weiterhin bevorzugt ist bei einem aus Stahl gefertigten Prüf­ ling der Einschallwinkel der Ultraschallwelle im Prüfling kleiner als 55°, insbesondere kleiner als 40°.

Im Bereich der bevorzugten Einschallwinkel, die jeweils im Prüfling gemessen sind (Brechungswinkel), ist eine besonders energieintensive Transversalwelle im Prüfling erzeugbar, so daß eine Detektion mit besonders gutem Signal-Rausch-Verhält­ nis und demzufolge hoher Zuverlässigkeit möglich ist.

Der genannte Vorteil ergibt sich insbesondere, falls - wie nach einer anderen bevorzugten Ausgestaltung - zum Erzeugen der Ultraschallwelle ein piezoelektrischer Wandler und optio­ nal zum Empfangen der Ultraschallwelle ein weiterer piezo­ elektrischer Wandler verwendet wird. Der sendende piezoelek­ trische Wandler erzeugt dann mit hoher Energie eine longitu­ dinal polarisierte Ultraschallwelle, die bei kleinem Ein­ schallwinkel nach Einkopplung in den metallischen Prüfling in einen longitudinal polarisierten Anteil (Longitudinalwelle) und in einen transversal polarisierten Anteil (Transversal­ welle) gebrochen wird. Bei einem Einschallwinkel der Ultra­ schallwelle im Prüfling, der größer als der zu dem ersten kritischen Winkel des Prüflings gehörige transversale Bre­ chungswinkel ist, tritt kein longitudinaler Anteil auf und die gesamte Energie der einfallenden Longitudinalwelle wird in den transversalen Anteil gebrochen. Die Transversalwelle ist deshalb besonders intensiv und somit für eine besonders zuverlässige Messung nutzbar.

Bei Einschallung mit einem bestimmten Einschallwinkel ergibt sich an der Außenoberfläche ein Auftreffwinkel, der sowohl vom Einschallwinkel als auch vom Verhältnis des Innendurch­ messers zum Außendurchmesser des Prüflings abhängt. Vorzugs­ weise wird das Verfahren mit einem derartigen Prüfling durchgeführt, bei dem der sich an der Außenoberfläche ergebende Auftreffwinkel einen Wert aus dem Bereich von 5° bis 15° oder bis 20° aufweist.

Bei den genannten kleinen Auftreffwinkeln wird die auftref­ fende transversal polarisierte Ultraschallwelle mit hoher Energie an der Außenoberfläche reflektiert, und - soweit sie überhaupt auftritt - enthält eine bei der Reflexion erzeugte Longitudinalwelle allenfalls einen geringen Energieanteil.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung wird das Verfähren bei einem Prüfling angewendet, der eine Hohlwelle eines Radsatzes für eine Eisenbahn ist. Derartige Hohlwellen weisen Innenboh­ rungen mit einem Innendurchmesser im Bereich von etwa 30 bis 100 mm auf. Bei einem typischen Außendurchmesser von etwa 200 mm ergibt sich bei den oben genannten bevorzugten Ein­ schallwinkeln auch ein optimaler und bevorzugter Auftreffwin­ kel an der Außenoberfläche.

Die vorrichtungsbezogene Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art gemäß der Erfindung gelöst durch

• - einen Ultraschallsender,
• - einen Ultraschallempfänger und
• - einen ein- oder mehrteiligen Adapterkörper, an den der Ul­ traschallsender und der Ultraschallempfänger akustisch an­ gekoppelt sind, und der an einer dem Ultraschallsender und dem Ultraschallempfänger abgewandten Seite eine kreisförmig gekrümmte Adapterfläche zur Ankopplung an die Innenoberflä­ che des Prüflings aufweist.

Die Vorrichtung ist insbesondere zur Durchführung des Verfah­ rens nach der Erfindung geeignet. Die bezüglich des Verfah­ rens genannten Vorteile gelten für die Vorrichtung analog.

Nach einer bevorzugten Ausgestaltung sind der Ultraschallsen­ der und der Ultraschallempfänger jeweils als piezoelektri­ scher Wandler ausgebildet.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung sind der Ultraschall­ sender und der Ultraschallempfänger jeweils als Prüfkopf aus­ gebildet, deren Gehäuse - betrachtet in einer von einer ge­ krümmten Bogenlinie der Adapterfläche aufgespannten Quer­ schnittsebene durch den Adapterkörper - relativ zueinander um einen Neigungswinkel geneigt sind.

Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung weist der Ad­ apterkörper eine plane erste Koppelfläche zur Ankopplung des Ultraschallsenders, und eine plane zweite Koppelfläche zur Ankopplung des Ultraschallempfängers auf, die - betrachtet in einer von einer gekrümmten Bogenlinie der Adapterfläche auf­ gespannten Querschnittebene durch den Adapterkörper - bezüg­ lich der ersten Koppelfläche um einen Neigungswinkel geneigt ist.

Der Neigungswinkel kann bei beiden Weiterbildungen in Abhän­ gigkeit vom Einschallwinkel an der Innenoberfläche und vom Auftreffwinkel an der Außenoberfläche derart gewählt werden, daß sowohl beim Einkoppeln als auch beim Auskoppeln der Ul­ traschallwelle ein energieoptimaler Übergang stattfindet.

Vorzugsweise weist der Neigungswinkel - gemessen außerhalb des Adapterkörpers - einen Wert aus dem Bereich zwischen 100° und 220°, insbesondere einen Wert aus dem Bereich zwischen 120° und 200° auf. Der konkrete Winkelwert hängt unter ande­ rem vom Verhältnis des Innendurchmessers zum Außendurchmesser des Prüflings ab und gegebenenfalls vom Keilwinkel eines in den Prüfköpfen vorhandenen Vorlaufkeils. Zum Beispiel ist der Winkel bei senkrecht einschallenden empfangenden Ultraschall­ wandlern größer als 180°.

Der Adapterkörper, der derart ausgestaltet ist, daß er neben der Adapterfläche zur Ankopplung an die Innenoberfläche des Prüflings noch zwei plane Koppelflächen zur Ankopplung des Ultraschallempfängers bzw. des Ultraschallsenders aufweist, hat unter anderem den Vorteil, daß sowohl der Ultraschallsender als auch der Ultraschallempfänger als Standardprüfkopf ausgebildet sein können, die nicht speziell an die der Erfin­ dung zugrunde liegende Prüfaufgabe angepaßt sind. Vielmehr geschieht die Anpassung an die Prüfaufgabe allein durch den Adapterkörper.

Der Adapterkörper kann insbesondere derart ausgestaltet sein, daß die in Standardprüfköpfen üblicherweise vorhandenen Vor­ laufkeile in den Adapterkörper integriert oder an diesem an­ gebracht sind.

Nach einer anderen vorzugsweisen Ausgestaltung der Vorrich­ tung weist die Adapterfläche des Adapterkörpers einen Krüm­ mungsradius auf, der dem halben Innendurchmesser des Prüf­ lings, insbesondere dem halben Durchmesser der Innenbohrung einer Hohlwelle eines Radsatzes für eine Eisenbahn, ent­ spricht.

Vorzugsweise weist die Adapterfläche des Adapterkörpers einen Krümmungsradius aus dem Bereich zwischen 15 mm und 50 mm, insbesondere einen Krümmungsradius von ca. 40 mm oder ca. 45 mm, auf.

Zwei Ausführungsbeispiele des Verfahrens bzw. der Vorrichtung nach der Erfindung sind nachfolgend anhand der Fig. 1 und 2 beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel, in dem das Grund­ prinzip des Verfahrens nach der Erfindung darge­ stellt ist und

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel mit einer Vorrich­ tung nach der Erfindung.

Fig. 1 zeigt einen Prüfling 1, der an seiner Außenoberflä­ che 5 einen als Riß ausgebildeten Fehler 3 aufweist. Bei dem Prüfling 1 handelt es sich um eine Antriebswelle eines Eisenbahnzugs, die parallel zur Längsachse 7, die senkrecht auf der Zeichenebene steht, ausgedehnt ist. Der Prüfling 1 ist weitgehend rotationssymmetrisch und weist eine zentrale In­ nenbohrung 9 mit einer Innenoberfläche 11 auf. Der Prüfling 1 ist aus Stahl gefertigt. Sein Innendurchmesser d beträgt etwa 80 mm und sein Außendurchmesser D etwa 200 mm.

Der Riß oder Fehler 3, der in Fig. 1 mit einem Querschnitt durch seine Rißfläche dargestellt ist, ist entlang der Längs­ achse 7 ausgedehnt (Längsriß).

An einer Einkoppelstelle 21 an der Innenoberfläche 11 der In­ nenbohrung 9 ist ein als piezoelektrischer Wandler ausgebil­ deter Ultraschallsender 23 angeordnet, der in einer Dicken­ schwingung betrieben wird. Die hierbei erzeugte gepulste Lon­ gitudinalwelle wird als transversal und senkrecht zur Längs­ achse 7 polarisierte Ultraschallwelle 25 (Ultraschallimpuls) in den Prüfling eingekoppelt. Der Einschallwinkel β - gemes­ sen im Prüfling 1 - liegt im Bereich zwischen 38° und 40°.

Nach einer geradlinigen Ausbreitung trifft die transversal polarisierte Ultraschallwelle 25 unter einem Auftreffwinkel γ von ca. 14° an der Außenoberfläche 5 auf und wird dort ent­ sprechend dem Reflexionsgesetz unter einem dem Auftreffwin­ kel γ identischen Reflexionswinkel reflektiert. Nach der Re­ flexion wird die Ultraschallwelle 25 an einer Auskoppel­ stelle 27 an der Innenoberfläche 11 aus dem Prüfling 1 ausge­ koppelt und von einem dort angeordneten Ultraschallempfän­ ger 29 empfangen.

Die Polarisationsrichtung 31 der im Prüfling erzeugten trans­ versalen Ultraschallwelle 25 ist in der Fig. 1 durch Doppel­ pfeile angedeutet. Bei der Reflexion an der Außenoberfläche 5 kann neben einem reflektierten transversal polarisierten An­ teil auch eine Longitudinalwelle 33 geringer Energie abge­ spalten werden. Diese Longitudinalwelle 33 beeinflußt das Meßergebnis nicht, da sie bei dem auftretenden kleinen Auftreffwinkel γ nur einen geringen Energieanteil enthält und zudem von dem Ultraschallempfänger 29 nicht empfangen werden kann.

Zur Untersuchung des gesamten Prüflings 1 wird dieser in Drehrichtung 34 gedreht. Dabei gelangt der Fehler 3 zur Auf­ treffstelle 35. In dieser Position wird seine Existenz von dem Ultraschallempfänger 29 dadurch erkannt, daß dessen Emp­ fangssignal vermindert ist. Der Ultraschallempfänger 29 ist hierzu über eine Leitung 36 mit einer Auswerteeinheit 37 ver­ bunden.

Der Auftreffwinkel γ hängt über folgende Beziehung mit dem Einschallwinkel β und dem Innendurchmesser d und dem Außen­ durchmesser D zusammen:

Für den Azimuthalwinkel ϕ, um den die Einkoppelstelle 21 und die Auskoppelstelle 27 voneinander beabstandet gewählt sind, gilt:

Der Azimuthalwinkel ϕ kann je nach Einschallwinkel β und dem Verhältnis von Innendurchmesser d zu Außendurchmesser D im Bereich von ca. 30° bis 60° liegen.

In Fig. 2 ist in die Innenbohrung 9 eine Vorrichtung nach der Erfindung eingezeichnet. Diese umfaßt einen Ultraschall­ sender 23 und einen Ultraschallempfänger 29, die beide als Standardprüfköpfe ausgestaltet sind. Die Vorrichtung weist ferner einen Adapterkörper 41 auf, dessen Außenseite als kreisförmig gekrümmte Adapterfläche 43 ausgestaltet ist. Der Krümmungsradius r dieser Adapterfläche 43 ist an den Innen­ durchmesser d der Innenbohrung 9 angepaßt (r = d/2), so daß eine verlustfreie Einkopplung von Ultraschall in den Prüf­ ling 1 gewährleistet ist.

Der Adapterkörper 41, der in der gezeichneten Querschnitts­ darstellung eine schalenartige Form hat, weist innenliegend eine erste Koppelfläche 45 und eine zweite Koppelfläche 47 auf, die beide eben und zueinander um einen Neigungswinkel δ geneigt sind. An die beiden planen Koppelflächen 45, 47 sind der Ultraschallsender 23 bzw. der Ultraschallempfänger 29 akustisch angekoppelt. Auf diese Weise sind auch Gehäuse 51 bzw. 53 des Ultraschallsenders 23 und des Ultraschallempfän­ gers 29 relativ zueinander um den Neigungswinkel δ geneigt. In den Gehäusen sind jeweils ein piezoelektrischer Wandler und ein Vorlaufkeil eingebaut.

Der Neigungswinkel δ hat - gemessen außerhalb des Adapterkör­ pers 41 - einen Wert von ca. 120°.

Insbesondere bei Verwendung von senkrecht einschallenden Wandlern (ohne Vorlaufkeil) kann der Neigungswinkel auch Werte größer als 180°, z. B. bis 200°, annehmen, so daß die Koppelflächen 45, 47 dachförmig angeordnet ("nach außen ge­ richtet") sind.

Der Adapterkörper 41 ist beispielsweise aus Plexiglas gefer­ tigt und durch Abtragen von Material von einem Vollzylinder des Durchmessers d entstanden. Der Adapterkörper 41 kann zur Verbesserung der Entkopplung des Ultraschallsenders 23 vom Ultraschallempfänger 29 aus zwei - von einer nicht darge­ stellten akustischen Trennschicht getrennten - Teilen zusam­ mengesetzt sein.

Der Adapterkörper 41 kann auch als Hohlzylinder ausgebildet sein, der in einem Innenraum die beiden Koppelflächen 45, 47 aufweist. Ein solcher Adapterkörper ist besonders einfach durch die Innenbohrung 9 führbar.

Der Ultraschallsender 23 und der Ultraschallempfänger 29 sind über Flansche 55, 57 elektrisch mit einer in dieser Figur nicht näher dargestellten Leistungs- bzw. Auswerteeinheit verbindbar.

Claims (14)

1. Verfahren zur Detektion eines Fehlers (3), insbesondere eines Risses, an der Außenoberfläche (5) eines nach Art eines Hohlzylinders geformten Prüflings (1), insbesondere einer Hohlwelle oder einer Hohlscheibe, wobei der Fehler (3) zumin­ dest mit einer Komponente parallel zur Längsachse (7) des Prüflings (1) orientiert ist, wobei an einer Einkoppelstelle (21) an der Innenoberflä­ che (11) des Prüflings (1) eine transversal und senkrecht zur Längsachse (7) des Prüflings (1) polarisierte Ultraschall­ welle (25) im Prüfling (1) erzeugt und nach Reflexion an der Außenoberfläche (5) an einer von der Einkoppelstelle (21) in azimuthaler Richtung beabstandeten Auskoppelstelle (27) an der Innenoberfläche (11) empfangen wird, wobei aus einer Ver­ minderung eines Empfangssignals auf das Vorhandensein des Fehlers (3) geschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ein­ schallwinkel (β) der Ultraschallwelle (25) im Prüfling (1) einen Wert aufweist, der größer als der zu dem ersten kriti­ schen Winkel gehörige transversale Brechungswinkel des Mate­ rials ist, aus dem der Prüfling (1) gefertigt ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem aus Stahl gefertigten Prüfling (1) der Einschallwinkel (β) größer als 35°, insbesondere größer als 38°, ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem aus Stahl gefertigten Prüfling (1) der Einschallwinkel (β) der Ultraschallwelle (25) im Prüfling (1) kleiner als 55°, insbesondere kleiner als 40°, ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Auf­ treffwinkel (γ) an der Außenoberfläche (5) einen Wert aus dem Bereich von 5° bis 15° oder bis 20° aufweist.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erzeu­ gen der Ultraschallwelle (25) ein piezoelektrischer Wandler und optional zum Empfangen ein weiterer piezoelektrischer Wandler verwendet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüf­ ling (1) eine Hohlwelle eines Radsatzes für eine Eisenbahn ist.

8. Vorrichtung zur Detektion eines Fehlers (3), insbesondere eines Risses, an der Außenoberfläche (5) eines nach Art eines Hohlzylinders geformten Prüflings (1), insbesondere einer Hohlwelle oder einer Hohlscheibe, wobei der Fehler zumindest mit einer Komponente parallel zur Längsachse (7) des Prüf­ lings (1) orientiert ist, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit

• - einem Ultraschallsender (23),
• - einem Ultraschallempfänger (29) und
• - einem ein- oder mehrteiligen Adapterkörper (41), an den der Ultraschallsender (23) und der Ultraschallempfänger (29) aku­ stisch angekoppelt sind, und der an einer dem Ultraschallsen­ der (23) und dem Ultraschallempfänger (29) abgewandten Seite eine kreisförmig gekrümmte Adapterfläche (43) zur Ankopplung an die Innenoberfläche (11) des Prüflings (1) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultra­ schallsender (23) und der Ultraschallempfänger (29) jeweils als piezoelektrischer Wandler ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultra­ schallsender (23) und der Ultraschallempfänger (29) jeweils als Prüfkopf ausgebildet sind, deren Gehäuse (51, 53) - be­ trachtet in einer von einer gekrümmten Bogenlinie der Adap­ terfläche (43) aufgespannten Querschnittebene durch den Adap­ terkörper (41) - relativ zu einander um einen Neigungswin­ kel (δ) geneigt sind.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Adap­ terkörper (41) eine plane erste Koppelfläche (45) zur Ankopp­ lung des Ultraschallsenders (23), und eine plane zweite Kop­ pelfläche (47) zur Ankopplung des Ultraschallempfängers (29) aufweist, die - betrachtet in einer von einer gekrümmten Bo­ genlinie der Adapterfläche (43) aufgespannten Querschnitt­ ebene durch den Adapterkörper (41) - bezüglich der ersten Koppelfläche (45) um einen Neigungswinkel (δ) geneigt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Nei­ gungswinkel (δ) - gemessen außerhalb des Adapterkörpers (41) - einen Wert aus dem Bereich zwischen 100° und 220°, insbe­ sondere einen Wert aus dem Bereich zwischen 120° und 220°, aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Adap­ terfläche (43) des Adapterkörpers (41) einen Krümmungsra­ dius (r) aufweist, der dem halben Innendurchmesser (δ) des Prüflings (1), insbesondere dem halben Durchmesser der Innen­ bohrung (9) einer Hohlwelle eines Radsatzes für eine Eisen­ bahn, entspricht.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Adap­ terfläche (43) des Adapterkörpers (41) einen Krümmungsradius (r) aus dem Bereich zwischen 15 mm und 50 mm, insbeson­ dere einen Krümmungsradius (r) von ca. 40 mm oder ca. 45 mm, aufweist.