DE2439662A1 - Vorrichtung zum zerstoerungsfreien pruefen von metallischen rohlingen auf oberflaechenfehler - Google Patents
Vorrichtung zum zerstoerungsfreien pruefen von metallischen rohlingen auf oberflaechenfehlerInfo
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Description
Vorrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen
von metallischen HohlIngen auf Oberflächenfshler
Die Erfindung betrifft eine Verrichtung zum zerstörungsfreien
Prüfen metallischer Rohlinge j insbesondere Stahlbraranen^ Flachstahl
oder Knüppeln auf Fehlstellen wie an oder nahe unter der
Oberfläche befindliche Risse, Oberwalzungen* Lunker* Blasen
oder dergl. mit relativ zur Oberfläche der Prüflinge verfahrbaren
derartige Fehlstellen feststellenden Prüforganen,
Die Möglichkeiten, alle diese Fehler im Brammenzustand zu erkennen,
sind sehr unsicher und '//erden meist visuell vorgenommen.
Es sind auch Prüfungsverfähren vorgeschlagen worden, die die
— 2 "
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Fehler nach ihrer Lage und ihrem Tiefenverlauf, d. h. dreidimensional
feststellen, insbesondere mittels Wirbelstromoder Streuflußmessverfahren, bei denen das magnetische Streufeld
entweder mittels' sondenförmiger Prüforgane, wie Oberwellensonden,
nagnetempfindlichen Halbleitern, Induktionsspulen
oder dgl. vorzugsweise in Differenzschaltung abgetastet und ausgemessen wird. Eine Schwierigkeit bei derartigen Prüfverfahren
besteht darin, daß das Meßergebnis durch Schwankungen des Abstandes zwischen der Brammenoberfläche und den Prüforganen
verfälscht wird, wobei derartige Schwankungen durch die zum Teil erheblichen Oberflächenunebenheiten der Prüflinge, insbesondere
der Stahlbrammen hervorgerufen werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und eine Vorrichtung zu schaffen, die
es ermöglicht, daß die Prüforgane beim Abtasten der Brammenoberfläche'
unabhängig von Oberflächenunebenheiten, ständig in Anlage an der Brammenoberfläche bleiben und sich ohne seitliches
Verschieben oder Ausweichen genau in Abtasrrichtung über
die Brammenoberfläche verfahren werden. Diese Aufgabe wird erfindungsgenäß
dadurch gelöst, daß ein oder mehrere mit Prüforganen versehene Prüfköpfe mittels von einem geneinsamen
Tragarm gehaltenen, die Druck- und die Zugkräfte im wesent1-lichen
getrennt voneinander übertragenden Druck- und Zuggliedern individuell senkrecht zur Brainmenoberflache auf- und abbewegbar
und in Fahrrichtung zwangsgeführt» in Anlage an dl© Brammenoberfläche gehalten sind*
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Die-erfindungsgenäße Vorrichtung bietet den Vorteil einer
im wesentlichen exakten Feststellung der Fehler nach Lage und Tiefe. Es hat sich herausgestellt, daß der Fehlertiefenverlauf
mittels der erfindungsgemäßen Voi-richtung sich auf t 0,5
bis 1 mm genau feststellen läßt. Diese im wesentlichen exakte Feststellung der Fehlertiefen hat den Vorteil, daß beim Herausarbeiten
dieser Fehler kein unnötiger' Materialverlust durch eine zu tief in die Stahlbramme eindringende Bearbeitung entsteht.
Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, wenn jeder Prüfkopf zumindest
um eine erste.sich etwa quer zur Fahrrichtung und etwa parallel zur Brammenoberfläche erstreckenden Kippachse
kippbar ist, so daß sich jeder Prüfkopf zumindest den Oberflächenwellen in Fahrrichtung anpassen kann. Es hat sich als
besonders vorteilhaft erwiesen, wenn jeder Prüfkopf um eine
zweite sich etwa parallel zur Fahrrichtung und etwa parallel
zur Brammenoberfläche erstreckenden Kippachse kippbar ist. Dadurch kann sich der Prüfkopf im wesentlichen allen Oberflächenunebenheiten
der Brammenoberfläche anpassen und unter ständiger Anlage über diese gleiten.
Erfindungsgemäß greift an jedem Prüfkopf mindestens ein Druckglied
mit veränderbarer Länge an, das mit seinem einen Ende am Tragarm und mit seinem anderen Ende am Prüfkopf gelagert
ist, wobei die Druckglieder die Prüfköpfe.mit einer vorbe-
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stimmten Kraft in Anlage an die Brammenoberfläche drücken.
Es ist vorteilhaft, als Druckglieder zweiseitig beaufschlagbare Luft- oder Hydraulikzylinder zu verwenden, mit deren
Hilfe sich jeder Prüfkopf nach erfolgtem Prüfvorgang von der
Brammenoberfläche abheben läßt.
Erfindungsgemäß greift an jedem Prüfkopf mindestens ein Zugglied an, das mit seinem einen Ende mit dem Tragarm und mit
seinem anderen Ende mit dem unteren Bereich des Prüfkopfes in Verbindung steht, wobei 'die Zugglieder sich in etwa horizontal
erstrecken und mindestens um eine sich etwa parallel zur Brammenoberfläche und quer zur Fahrrichtung erstreckende
Kippachse verschwenkbar sind.
Es hat sich zur Erhöhung der Richtungsstabilität der Prüfköpfe in der gewünschten Fahrrichtung als besonders vorteilhaft
erwiesen, zwei über Kreuz verlaufende Zugglieder zu verwenden. Diese sind vorteilhafterweise jeweils mittels an ihren
Enden angebrachten Kugelkopfgelenken mit dem Tragarm und dem Prüfkopf verbunden. Dadurch ist ein Verschwenken der Zugglieder
um eine sich senkrecht zur Fahrrichtung und parallel zur Brammenoberfläche erstreckende Achse bei gleichzeitiger gegenseitiger
Verwindung der Zugglieder möglich, die durch ein Kippen des Prüfkopfes um die sich parallel zur Fahrrichtung
erstreckende Achse hervorgerufen wird.
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Zur Vermeidung einer gegenseitigen Behinderung der Zugglieder im Bereich der Kreuzungsstelle, weist erfindungsgemäß mindestens
eines der Zugglieder eine u-förmige Kröpfung auf, die sich um das andere Zugglied herumerstreckt.
Erfindungsgemäß ist es vorteilhaft, als Zugglieder deichselartige Zuglenker zu verwenden, die-aus mindestens zwei um die
Längsachse der Zuglenker gegeneinander verdrehbaren Bauteilen bestehen, wobei die Anordnung so getroffen ist,, daß die wirksame
Länge der Zuglenker beim Verdrehen der Bauteile im wesentlichen
konstant bleibt.
Erfinciungsgemäß läßt sich eine Zwangsführurig der Prüfköpfe
in der gewünschten Fahrrichtüng dadurch erreichen, daß die Druckglieder am Tragarm über ein Drehgelenk befestigt sind,
dessen Drehachse sich senkrecht zur Fährrichtung der Prüfköpfe
und parallel zur Brammenoberfläche erstreckt.
Die Kippbewegüngen der Prüfköpfe üni die sich senkrecht zur
Fahrrichtung uiid parallel zur Brämmehöb er fläche sowie um
die sich parallel zur Fahr richtung erstreckehcieü Kippachsen
werden vorteilhaft dadurch erreicht j daß das andere den Prüfköpfeh
zugewandte Ende der Drüclkglieder über ein Kardangelenk
mit dem zügehörigen 'Prüfkopf vefblinden ist.
Effindühgsgeir.äß wird äie Zwang sfulrrüng des Pfüfkopfes in
der gewünschten FanfricMtung äücfi dadurch bewirkt, daß' die
eöfä i Ö7 HIiI
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Zugglieder über Kreuz angeordnet und an ihren Kreuzungs1
stellen mittels eines durch beide Zuglenker hindurchgeführten Verbindungsstiftes so verbunden sind, daß trotz Verwindung
der Zuglenker um die sich parallel zur Fahrrichtung erstreckende Achse keine seitliche Verschiebung der Prüfköpfe von der Bewegungsbahn
möglich ist.
Hierbei ist es vorteilhaft, den Verbindungsstift in Richtung senkrecht zu der durch die Zugglieder bei unverwundener Lage
gebildeten Ebene durch die Zugglieder hindurchzuführen, wobei er in dem einen Zugglied fest, in dem anderen Zugglied in
Richtung seiner Achse verschieblich angeordnet ist. Dadurch ist eine Änderung des durch die über Kreuz angeordneten Zugglieder
gebildeten Winkels auch bei gegenseitiger Verwindung der Zugglieder verhindert.
Erfindungsgemäß sind die Prüfköpfe in einer Linie nebeneinander
an den Tragarm individuell "gelagert, wobei der Abstand benachbarter
Prüfköpfe etwa gleich einer durch die im Prüfkopf angeordneten Prüforgane bestimmten Abtastb'reite oder einem ganzzahligen
Vielfachen hiervon beträgt. Hierbei wird der Tragarm mit den Prüfköpfen um 1, 2, 3 usw. Abtastbreiten senkrecht zu
den durch die Prüforgane bestimmten Abtaststreifen verschoben und die Brammenoberfläche dann in der gleichen V/eise abgefahren,
bis die Brammenoberfläche im wesentlichen vollständig abgetastet
ist.
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Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß sich der Tragarm
für die Prüfköpfe senkrecht zur Bewegungsrichtung im wesentlichen über den gesamten abzutastenden Oberflächenbereich erstreckt.
Da die Dicke der Brammen in Abhängigkeit von der Art ihrer Herstellung und der Abmessungen der zu walzenden Bleche
zwischen etwa 100 und etwa 600 mm betragen kann, ist der Tragarm 3 mittels einer Grobeinstellvorrichtung um etwa 500 bis
600 mm senkrecht zur Auflage der Brammen verstellbar, wobei mittels dieser Grobeinstellvorrichtung der Abstand der Unterkante
des Tragarmes zur zu prüfenden Brammenoberfläche vorzugsweise
auf etwa 50 bis 60 mm eingestellt wird.
Vorzugsweise wählt man die Länge des Tragarmes nur gleich einem Bruchteil der größtmöglichen Erstreckung des zu prüfenden
Oberflächenbereichs in Richtung des Tragarmes, wobei
man nach dem vollständigen Abfahren einer Tragarmbreite.der
Brammenoberfläche den Tragarm mit den Prüfköpfen etwa um die
Tragarmlänge in Richtung des Tragarmes versetzt, um den benachbarten
Brammenoberflächenbereich in der gleichen Weise wie den ersten Bereich abzufahren.
Erfindungsgemäß sind die Zug- und Druckglieder so bemessen,
daß die Prüfköpfe aus ihrer -Normallage mindestens bis zu etwa
30 bis 50 mm nach oben und mindestens bis zu etwa 40 bis 60 mm nach unten ohne wesentliche Veränderung des Anlagedruckes bewegbar
sind und somit die erfindungsgemäße Vorrichtung für
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Prüflinge wie Brammen, Flachstahl oder Knüppel geeignet ist, deren Dicke um etwa 70 bis 110 mm variiert.
Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, daß die Anlagefläche der Prüfköpfe aus einem im wesentlichen hochverschleißfesten
Gleitwerkstoff besteht.
Erfindungsgemäß weist jeder Prüfkopf Prüforgane auf, die im Inneren der Prüfköpfe im Bereich der Innenseite der Anlagefläche
fest und/oder im festen Abstand von der Anlagefläche hin- und herbewegbar angebracht sind. Als Prüforgane eignen
sich insbesondere in Differenzschaltung geschaltete ein magnetisches Streufeld ausmessende Sonden, wie Oberwellensonden,
magnetempfindliche Halbleiter, Induktionsspulen oder dgl. bzw. in Differenzschaltung geschaltete Wirbelstromsonden.
Da das Eigengewicht der Prüfköpfe und der dadurch hervorgerufene Anlagedruck der Prüfköpfe an die Brammenoberfläche sehr groß sein
kann, kann es zur Verminderung der Gleitreibung vorteilhaft sein, die als Kolben- und Zylindereinheit ausgebildeten Druckglieder
in Hubrichtung so zu beaufschlagen, daß ein Teil des Gewichtes der Prüfköpfe ausbalanciert ist und die Prüfköpfe mit einer vorbestimmten
Druckkraft in Anlage an die Brammenoberfläche gehalten werden, die kleiner als das Gewicht der Prüfköpfe ist.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen
an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teiles einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung teilweise im Schnitt;
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1 von
oben gesehen;
Fig. 3 in einem Teilschnitt längs der Linie III-III der Fig. 1
eine Einzelheit bezüglich der Lagerung der Prüfköpfe in vergrößerten Maßstab;
Fig. 4 eine Teildraufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform der die Zugkräfte auf den Prüfkopf übertragenden
Zugglieder in vergrößertem Maßstab;
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 4;
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform des Zuggliedes im Schnitt.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 1 und 2 werden die
mit Prüforganen 6 versehenen Prüfköpfe 1 mittels von einem gemeinsamen Tragarm 3 gehaltenen, die Druckr und Zugkräfte im
wesentlichen getrennt voneinander übertragenden Druckglied 4 und Zuggliedern 2 und 5 individuell und in einer Linie in einem
vorbestimmten Abstand nebeneinander senkrecht zur Brammenoberfläche 10 auf- und abbewegbar und in Fahrrichtung 7 zwangsgeführt
in Anlage an die Brammenoberfläche TO gehalten.
Hierbei greift an jedem Prüfkopf 1 ein Druckglied 4 mit ver-
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änderbarer Länge an, wobei es mit seinem einen Ende an einem Halter 16 des Tragarmes 3 und mit seinem anderen Ende am Prüfkopf
1 gelagert ist und jeden Prüfkopf 1 mit einer vorbestimmten Kraft in Anlage an die Brammenoberfläche drückt. Das Druckglied
4 ist vorzugsweise als zweiseitig beaufschlagbarer Luft- oder Hydraulikzylinder ausgebildet.
Die vom Tragarm 3 auf die Prüfköpfe 1 aufzubringenden Zugkräfte
werden im wesentlichen durch die Zugglieder 2 und 5 übertragen, die an jedem Prüfkopf 1 jeweils mit ihrem einen
Ende mit dem Tragarm 3 und mit ihrem anderen Ende mit dem unteren Bereich des Prüfkopfes 1 in Verbindung stehen, wobei
die Zugglieder sich etwa horizontal erstrecken. Die Zugglieder 2 und 5 sind zur Erhöhung der Richtungsstabilität der
Prüfköpfe 1 in der gewünschten Fahrrichtung 7 über Kreuz angeordnet. An ihren Enden weisen die Zugglieder 2 und 5 jeweils
Kugelkopfgelenke 18 und 20 auf, über die sie mit dem Tragarm
3 und dem Prüfkopf 1 verbunden sind. Diese Anordnung und Lagerung der Zugglieder 2 und 5 erlaubt ein Verschwenken der
Zugglieder um eine sich etwa parallel zur Brammenoberfläche und quer zur Fahrrichtung 7 erstreckende Kippachse bei gleichzeitiger
gegenseitiger Verwindung, die durch ein Kippen des Prüfkopfes 1 um eine sich parallel zur Fahrrichtung 7 erstreckende
Achse hervorgerufen wird.
Zur Vermeidung einer gegenseitigen Behinderung der Zugglieder
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2 und 5 weist das untere Zugglied 5 im Bereich der Kreuzungsstelle eine u-förmige Kröpfung 22 auf, die sich um das andere
geradlinig verlaufende Zugglied 2 herumerstreckt.
Mittels eines an der Oberseite im Bereich senkrecht oberhalb
der Anlagefläche 26 des Prüfkopfes T,im wesentlichen zentral innerhalb dieses Bereiches, befestigtenKardangelenks 12 ist
der Prüfkopf 1 mit dem Druckglied 4 so verbunden, daß er sowohl
um eine sich quer zur Fahrrichtung 7 und parallel zur
Brammenoberfläche 10 erstreckende erste Kippachse wie auch um eine sich parallel zur Fahrrichtung 7 erstreckende zweite
Kippachse kippbar ist. Der Prüfkopf 1 kann daher unabhängig
von Oberflächenunebenheiten ständig in Anlage an die Brammenoberfläche
10 gehalten, werden.
Die Zwangsführung der Prüfköpfe 1 in der gewünschten Fahrrichtung
7 wird dadurch erreicht, daß das Druckglied 4 über ein Drehgelenk 14 an dem Halter 16 des Tragarmes 3 befestigt
ist, dessen Drehachse sich senkrecht zur Fahrrichtung 7 der Prüfköpfe 1 und parallel zur Brammenoberfläche 10 erstreckt.
Die Prüfköpfe 1 sind in einer Linie nebeneinander an dem.Tragarm
3 individuell so gelagert, daß der Abstand benachbarter Prüfköpfe 1 etwa gleich dem Zweifachen der durch die im Prüf-
kopf 1 angeordneten Prüforgane 6 bestimmten Abtastbreite
beträgt. " '.-
6 0 9a
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Der Tragarm 3 für die Prüfköpfe 1 erstreckt sich senkrecht zur Fahrrichtung 7 im wesentlichen über den gesamten abzufahrenden
Oberflächenbereich. Da die Dicke der Brammen 8 in Abhängigkeit ihrer Art der Herstellung und Stärke der hieraus
zu walzenden Bleche um etwa 100 bis 600 mm variieren kann, ist der Tragarm 3 mittels einer nicht dargestellten Grobeinstellvorrichtung
senkrecht zur Auflagefläche der Brammen 8 um etwa 500 bis 600 mm verstellbar angeordnet, wobei der Abstand A der Unterkante
des Tragarmes 3 zur Brammenoberfläche 10 vorzugweise etwa 50 bis 60 mm beträgt. Als Grobeinst&lvorrichtung dient vorzugsweise
ein zweiseitig beaufschlagbarer Hydraulikzylinder oder eine Einstellspindel.
Die Zug- und Druckglieder 2, 5 und 4 sind so bemessen, daß die Prüfköpfe 1 aus ihrer Normallage mindestens bis zu etwa 30 bis
50 mm nach oben und mindestens bis etwa 40 bis 60 mm nach unten ohne wesentliche Änderung des Anlagedruckes bewegbar sind, und
somit die erfindungsgemäße Vorrichtung für Brammen, Flachstahl oder Knüppel verwendet werden kann, deren Dicke um etwa 70 bis
110 mm variiert.
Die Auflagefläche 26 des Prüfkopfes 1 ist aus einem hochverschleißfesten
Gleitwerkstoff hergestellt.
Jeder Prüfkopf 1 weist zwei Markiervorrichtungen 24 auf, die die
durch die Prüforgane 6 festgestellten Fehler und die Grenzen der Abtaststreifen auf der Brammenoberfläche sichtbar markieren.
Fig. 3 zeigt in einem Teilschnitt längs der Linie III-III der
Fig. 1 eine Ausbildungsform des Drehgelenkes 14 in vergrößertem
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Maßstab, durch das die Zwangsführung des Prüfkopfes 1 in der
gewünschten Fahrrichtung 7 bewirkt wird. Hierbei ist in Halter 16 ein Gelenkbolzen 30, der vorzugsweise aus Stahl hergestellt
ist, fest in eine entsprechende im Durchmesser etwas kleiner als der Durchmesser des Gelenkbolzens gehaltene Bohrung so eingepreßt,
daß dessen zu beiden Seiten des Halters 16 in gleicher Länge herausragende Enden in entsprechenden Lagerhülsen 28 der
mit dem Drucklenker 4 fest verbundenen lagerbockartigen Schenkeln 32 drehbar gelagert sind, wobei die Lagerhülsen 28 fest in den
Schenkeln 32 angeordnet sind und aus einem üblichen Gleitlager-Werkstoff
bestehen.
Die Lagerhülsen 28 und der Gelenkbolzen 30 werden vorzugsweise in die Schenkel 32 bzw. den Halter 16 eingeschrumpft. Das
axiale Spiel zwischen den inneren Anlageflächen 31 der Schenkel 32 und den damit zusammenwirkenden Anlageflächen 29 des Halters
16 ist gerade so groß, wie es für ein Verschwenken des Drucklenkers 4 um den Gelenkbolzen 30 notwendig ist. .
Jeder Prüfkopf weist im Inneren Prüforgane 6 auf, die im Bereich der Anlagefläche 26 fest'montiert sind oder quer zur
Fahrrichtung des Prüfkopfes hin- und herbewegbar angebracht sind. Vorzugsweise werden als Prüforgane 6 ein magnetisches
Streufeld ausmessende Sonden, insbesondere Oberwellensonden, magnetempfindliche Halbleiter, Induktionsspulen oder dgl. verwendet,
wobei jeder Prüfkopf 1 vorzugsweise mindestens zwei derartige
Sonden aufweist, die in Differenzschaltung geschaltet
sind und
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deren Verbindungslinie vorzugsweise senkrecht zur Abtastrichtung verläuft. Hierbei werden vorteilhafterweise zwei
Messungen hintereinander durchgeführt, um z. B. langgestreckte Risse unabhängig von der Eahrrichtung 7 der Prüfköpfe 1
sicher zu erfassen. Die beiden Messungen werden im allgemeinen unter einem Winkel von 90 zueinander durchgeführt. Dies kann
beim Streuflußverfahren vorteilhaft dadurch erreicht werden, daß mittels einer ersten nicht dargestellten Magnetisierungseinrichtung eine Magnetisierung unter 45° zur Fahrrichtung 7
erfolgt und das entsprechende magnetische Streufeld durch das Sondenpaar ausgeniessen wird und daß eine hinter der ersten angeordneten
zweiten nicht dargestellten Magnetisierungseinrichtung eine Magnetisierung senkrecht zur ersten bewirkt und
dessen Streufeld ebenfalls durch die Sondenpaare ausgemessen wird, wobei die auf Grund beider Magnetisierungen'erhaltenen
Signale zur Ermittlung der Lage der Fehler und ihrer maximalen Fehlertiefe kombiniert werden. Dieselbe Wirkung kann auch dadurch
erreicht werden, daß sich in jedem Prüfkopf mindestens
drei Prüforgane befinden, deren Verbindungslinien in einem Winkel von vorzugsweise 45° bzw. 135° zur Längsrichtung liegen
und deren Neigung jeweils umstellbar ist, so daß einmal eine Fehlerprüfung unter einem Winkel von 45° zur Fahrrichtung%, zum
anderen Mal eine Fehlerprüfung unter einem Winkel von 135° zur Fahrrichtung erfolgen kann.
Erfindungsgemäß können als Prüforgane 6 auch Wirbelstromsonden
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verwendet werden, insbesondere bei Fehlstellenprüfungen
von metallischen, aber nicht magnetisierbaren Körpern, wobei jeder Prüfkopf 1 mindestens eine Wirbelstromsonde aufweist, deren Abtastbreite gleich dem Abstand zweier Empfängervorricht-ungen dieser Sonde ist, die auf das Feld ansprechen, das von der Bramme durch die Wirbelströme an zwei getrennten Stellen in dieser Bramme zurückgestrahlt wird, und wobei die Empfängervorrichtungen die Erzeugung eines Differenzsignales bewirken, welches der Differenz zwischen den Wirbelströmen
an besagten Stellen entspricht.
von metallischen, aber nicht magnetisierbaren Körpern, wobei jeder Prüfkopf 1 mindestens eine Wirbelstromsonde aufweist, deren Abtastbreite gleich dem Abstand zweier Empfängervorricht-ungen dieser Sonde ist, die auf das Feld ansprechen, das von der Bramme durch die Wirbelströme an zwei getrennten Stellen in dieser Bramme zurückgestrahlt wird, und wobei die Empfängervorrichtungen die Erzeugung eines Differenzsignales bewirken, welches der Differenz zwischen den Wirbelströmen
an besagten Stellen entspricht.
Fig. 4 zeigt eine Teildraufsicht auf eine abgewandelte Ausführungsform
der die Zugkräfte auf den Prüfkopf 1 übertragenden Zugglieder 2 und 5 in vergrößerten Maßstab, wobei ein im wesentlichen
zylindrisch ausgebildeter Verbindungsstift 34 an der
Kreuzungsstelle der sich kreuzenden Zugglieder 2 und 5 in
Richtung senkrecht zu der durch die beiden Zugglieder bei unverwundener Lage gebildeten Ebene durch diese Zugglieder hindurchgeführt und in dem oberen Zugglied 5 in Richtung seiner Achse nicht verschiebbar,in dem unteren Zugglied 2 dagegen in Richtung seiner Achse verschiebbar gelagert ist, so daß eine Änderung des durch die Zugglieder 2 und 5 gebildeten Winkels auch bei gegenseitiger Verwindung derselben verhindert und da- ' mit ein seitliches Ausweichen der mit den Zuggliedern 2 und über die Kugelkopfgelenke 20 verbundenen Prüfköpfe 1
Kreuzungsstelle der sich kreuzenden Zugglieder 2 und 5 in
Richtung senkrecht zu der durch die beiden Zugglieder bei unverwundener Lage gebildeten Ebene durch diese Zugglieder hindurchgeführt und in dem oberen Zugglied 5 in Richtung seiner Achse nicht verschiebbar,in dem unteren Zugglied 2 dagegen in Richtung seiner Achse verschiebbar gelagert ist, so daß eine Änderung des durch die Zugglieder 2 und 5 gebildeten Winkels auch bei gegenseitiger Verwindung derselben verhindert und da- ' mit ein seitliches Ausweichen der mit den Zuggliedern 2 und über die Kugelkopfgelenke 20 verbundenen Prüfköpfe 1
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von der Fahrrichtung 7 vermieden ist.
Fig. 5 zeigt im Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 4 eine Lagerung des Verbindungsstiftes 34 in den Zuggliedern 2 und 5
in vergrößertem Maßstab. Verbindungsstift 34 weist in seiner oberen Hälfte einen ringförmigen Absatz 38 auf, auf den die
Unterseite des oberen Zuggliedes 5 in Anlage gehalten ist und der als Anschlag gegen eine axiale Verschiebung des Verbindungsstiftes 34 gegenüber dem Zugglied 5 nach oben dient, während
als Sicherung gegen eine axiale Verschiebung des Verbindungsstiftes 34 gegenüber dem Zugglied 5 nach unten ein Seegering
vorgesehen ist. Zwischen dem Seegering 40 und der Oberseite des oberen Zuggliedes S befindet sich eine Ausgleichsscheibe
Gegenüber dem unterhalb des Zuggliedes 5 verlaufenden Zugglied 2 ist der Verbindungsstift 34 in Richtung seiner Achse
verschiebbar angeordnet, wobei das Zugglied 2 eine Lagerhülse 36 aufweist, in der der Verbindungsstift 34 gleitend gelagert
ist. Die Lagerhülse 36 ist fest mit dem Zugglied 2 verbunden, vorzugsweise eingeschrumpft ,und besteht aus einem bekannten
Gleitlagerwerkstoff. Die Lagerhülse 36 weist an ihrer zum oberen Zugglied 5 zugewandten Stirnseite einen ringförmigen,
über den äußeren Umfang der Hülse 36 hervorstehenden Absatz auf, der bei gegenseitiger Verwindung der Zugglieder 2 und 5
als Anschlag gegenüber dem ringförmigen Absatz 38 des Verbindungsstiftes 34 dient und die gegenseitige Verwindung der Zugglieder
2 und 5 in Fahrrichtung gesehen im Uhrzeigersinne begrenzt.
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Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Zugglieder im Schnitt, wobei als Zugglied ein einziger deichselartiger
Zuglenker 44 dient, der aus zwei um die Längsachse des Zuglenkers 44 gegeneinander drehbaren Bauteilen, einem zylindrisch
ausgebildeten Führungsstab 46 und einem Führungsrohr 43 besteht, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die wirksame
Länge der Zuglenker beim Verdrehen der Bauteile 46 und 48 konstant bleibt. Hierbei ist der Führungsstab 46 in einer sich
im wesentlichen durch das gesamte Bauteil 48 hindurcherstreckenden Bohrung 49 drehbar und axial im wesentlichen nicht verschiebbar
gelagert.
Auf dem Führungsstab 46 ist ein Ring 78 angeordnet, der mit dem
Führungsstab 46 zumindest axial unverschiebbar vorzugsweise mittels über den Umfang des Ringes 78 in gleichem Abstand verteilter
Madenschrauben 80 verbunden ist, die im eingeschraubten
Zustand mit einer sich über den Umfang des Führungsstabes 46 erstreckenden keilförmigen Rille 8 2 formschlüssig zusammenwirken.
Der Ring 78 ist sowohl durch die Zugkraft, die durch die Translationsbewegung in Fahrrichtung 7 des Tragarmes 3 auf
den Prüfkopf 1 übertragen wird, alsauch durch eine Druckfeder 88, die zwischen dem Ende des FührungsStabes 46 und der axialen
Bohrung 49 des Führungsrohres 48 angeordnet ist, drehbar, aber
ohne axiales Spiel ständig in Anlage zu einem in das Führungsrohr 48 eingeschraubten Abschlußdeckel 86 gehalten. Auf diese
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Weise wird ein Auseinanderziehen des Führungsstabes 46 und
des Führungsrohres 48 bzw. eine Veränderung der wirksamen Länge des Zuglenkers 44 bei Aufbringung einer Zugkraft auf
den Prüfkopf 1 bei gleichzeitigem gegenseitigen Verdrehen des Führungsrohres 48 und des Führungsstabes 46 vermieden.
Der Führungsstab 46 ist fest mit einer Hülse 50 verbunden, vorzugsweise verschweißt, die auf einer sich parallel zur
Brammenoberfläche 10 und quer zur Fahrrichtung 7 erstreckenden Achse 54 vorzugsweise aufgeschrumpft ist, wobei die
Achse 54 mit ihren Enden drehbar in Lagern 58 und 60 gelagert ist. Die Lager 58 und 60 sind mittels Schrauben 74
fest mit dem Tragarm 3 verbunden. Auf diese Weise ist ein Verschwenken des Zuglenkers 44 in einer Ebene senkrecht zur
Achse 54 möglich. Die Lager 58 und 60 v/eisen vorzugsweise Lagerhülsen 66 und 68 auf, die aus einem bekannten Gleitlagerwerkstoff
bestehen. Die Hülse 50 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Achse 54 bis sie mit
ihren vorzugsweise planbearbeiteten Stirnflächen an den inneren, zueinander zugewandten ebenfalls planbearbeiteten
Stirnflächen der Lager 58 und 60 bzw. Lagerhülsen 66 und derart anliegt, daß eine seitliche Verschiebung des Zuglenkers
44 in Richtung der Achse 54 bzw. senkrecht zur Fahrrichtung im wesentlichen verhindert wird.
Um einen größeren Schwenkbereich des Zuglenkers 44 zu erhalten, weist die Unterkante des Tragarmes 3 zwischen den
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Lagern 58 und 60 an der dem Zuglenker 44 zugewandten
Seite eine Aussparung 90 auf, deren Breite mindestens dem größten Durchmesser des Zuglenkers 44 entspricht.
Das Führungsrohr 48 ist in ähnlicher Weise"wie der Führungsstab
46 mit einer Hülse-5-2 fest verbunden, die auf einer sich
im wesentlichen horizontal und quer zur Abtastrichtung erstreckenden Achse 56 vorzugsweise aufgeschrumpft ist, wobei
die Achse 56 mit ihren Enden drehbar, in Lagern 62 und 64 gelagert
ist. Die Lager 62 und 64 sind mittels'Schrauben 76
fest mit der Rückwand der Prüfkopfes 1 verbunden. Auf diese
Weise ist ein Verschwenken zwischen dem Zuglenker 44 und dem
Prüfkopf 1 um die Achse 56 möglich. Die Lager 62 und 64 weisen vorzugsweise Lagerhülsen 70 und 7 2 auf, die aus einem
bekannten Gleitlagerwerkstoff bestehen. Die Hülse 52 erstreckt sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Achse 56 bis
sie mit ihren vorzugsweise planbearbeiteten Stirnflächen an den inneren, zueinander zugewandten, ebenfalls planbearbeiteten
Stirrrflachen der Lager 62 und 64 bzw. Lagerhülsen 70
und 72 derart anliegt, daß eine seitliche Verschiebung des Zuglenkers 44 bzw. des Prüfkopfes 1. in Richtung der Achse 56
bzw. senkrecht zur Fahrrichtung 7 im wesentlichen vermieden wird. .'■'■""
Der Abstand der Lager 58 und 60 bzw. 62 und 64 entspricht
vorzugsweise etwa der Breite der Prüfköpfe 1. Hierdurch
-20-60 98 10/0404
2 Λ 3 9 6 6 2
wird eine größtmögliche Richtungsstabilität für die von dem Tragarm 3 über die Brammenoberfläche 10 gezogenen Prüfköpfe 1
erreicht. Die vorbeschriebene Ausführung des Zuglenkers 44 erlaubt also ebenso wie die kreuzweise Anordnung der Zugglieder
2 und 5 ein Verwinden des Zuglenkers 44 bei gleichzeitiger Oberlagerung einer Schwenkbewegung der Zugglieder um
eine sich senkrecht zur Fahrrichtung 7 und parallel zur Brammenoberfläche 10 erstreckende Achse,
Da das Eigengewicht des Prüfkopfes 1 und der dadurch hervorgerufene
Anlagedruck an die Brammenoberfläche 10 sehr groß sein kann, kann zur Verminderung der Gleitreibung das als Kolben- und
Zylindereinheit ausgebildete Druckglied 4 in Hubrichtung so beaufschlagt sein, daß ein Teil des Gewichtes des Prüfkopfes ausbalanciert
ist und der Prüfkopf mit einer vorbestimmten Druckkraft in Anlage an die Brammenoberfläche 10 gehalten wird, die
kleiner als das Gewicht des Prüfkopfes, vorzugsweise die Hälfte des Gewichtes des Prüfkopfes beträgt. Zur Ausbalancierung des
Gewichtes des Prüfkopfes 1 können auch nicht dargestellte .Gegengewichte dienen*
Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere
die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in
Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
609810/04(K
Claims (19)
1. Vorrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen metallischer Rohlinge, insbesondere Stahlbrammen, Flachstahl oder Knüppeln
auf Fehlstellen wie an oder nahe unter der Oberfläche befindliche
Risse, Überv/alzungen, Lunker, Blasen oder dergl. mit
relativ zur Oberfläche der Prüflinge verfahrbaren derartige Fehlstellen feststellenden Prüforganen, dadurch gekennzeichnet , daß ein oder mehrere mit Prüforganen (6)
versehene Prüfköpfe (1) mittels von einem gemeinsamen Tragarm
(3) gehaltenen, die Druck- und die Zugkräfte im wesentlichen getrennt voneinander übertragenden Druck- und Zuggliedern
(2, 4, 5; 44) individuell senkrecht zur Brammenoberfläche (10)
auf- und abbewegbar und in Fahrrichtung zwangsgeführt in Anlage an die Brammenoberfläche (TO) gehalten sind,
2. Vorrichtung nach Anspruch 1«, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Prüfkopf (1) zumindest um eine
erste sich etwa quer zur Fahrrichtung und etwa parallel zur
-2·
6 0 9 8 1 0 / 0 4 Q A
Brammenoberfläche (10)erstreckenden Kippachse kippbar ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß jeder Prüfkopf (1) um eine zweite sich
etwa parallel zur Fahrrichtung und etwa parallel zur Brammenoberfläche (10) erstreckenden Kippachse kippbar ist.
4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß an jedem
Prüfkopf (1) mindestens ein Druckglied (4) mit veränderbarer Länge angreift, das mit seinem einen Ende am Tragarm (3) und
mit seinem anderen Ende am Prüfkopf (1) gelagert ist und daß
die Druckglieder (4) die Prüfköpfe (1) mit einer vorbestimmten
Kraft in Anlage an die Brammenoberfläche (10) drücken.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Druckglieder (4) als zweiseitig beaufschlagbare
Luft- oder Hydraulikzylinder ausgebildet sind,
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß an jedem
Prüfkopf (1) mindestens ein Zugglied (2, 5; 44) angreift, das
mit seinem einen Ende mit dem Tragarm (3) und mit seinem anderen Ende mit dem unteren Bereich des Prüfkopfes (T) in Verbindung
steht, wobei die Zugglieder (2, 5; 44) sich in etwa horizontal erstrecken und mindestens um eine sich etwa parallel zur
6098 10/0404 -3-
Brammenoberfläche (10) und quer zur Fahrrichtung erstreckende
Kippachse verschwenkbar sind.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 6 gekennzeichnet durch über Kreuz angeordnete
Zugglieder (2, 5), die über Kugelkopfgelenke (18, 20) mit dem Tragarm (3) und dem Prüfkopf (1) verbunden sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eines der Zugglieder (5)
im Bereich der Kreuzungsstelle zur Vermeidung einer gegenseitigen
Behinderung eine u-förmige Kröpfung (22) aufweist, die sich um. das andere Zugglied (2) herumerstreckt.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
bis 6, dadurch g e k e η η ζ ei c h net, daß als Zugglieder
deichselartige Zuglenker (44) dienen, die aus mindestens zwei um die Längsachse der Zuglenker (44) gegeneinander
verdrehbaren Bauteilen (46, 48) bestehen, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die wirksame Länge der Zuglenker beim
Verdrehen der Bauteile (46, 48) im ivesentlichen konstant
bleibt. - " . ·
10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
4 bis 8, dadurch g e ken η ze i c h η e t , daß die
Druckglieder (4) am Tragarm (3) über ein Drehgelenk (14) be-
60 9 8 TO/0 4,0 4 -4-
..it.
festigt sind, dessen Drehachse sich senkrecht zur Fahrrichtung der Prüfköpfe (1) und parallel zur Brammenoberfläche (10)
erstreckt und daß das andere Ende der Druckglieder über ein Kardangelenk (12) mit-dem zugehörigen Prüfkopf (1) verbunden
ist.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die
Zwangsführung des Prüfkopfes (1) in der gewünschten Fahrrichtung dadurch be^virkt wird, daß die Zugglieder (2, 5) über
Kreuz angeordnet und an ihren Kreuzungsstellen mittels eines durch beide Zuglenker (2, S) hindurchgeführten Verbindungsstiftes (34) so verbunden sind, daß trotz Verwindung der Zuglenker
(2, 5) um die sich parallel zur Fahrrichtung und Brammenoberfläche erstreckende Achse keine seitliche Verschiebung
der Prüfköpfe (1) von der Bewegungsbahn möglich ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß der Verbindungsstift (34) in Richtung
senkrecht zu der durch die Zugglieder (2, 5) bei unverwundener Lage gebildeten Ebene durch die Zugglieder (2, 5) hindurchgeführt
ist, wobei er in dem einen Zugglied (2 oder 5) fest, in dem anderen Zugglied (5 oder 2) in Richtung seiner Achse verschieblich
angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die Prüf-
609810/040A
■ -5-
köpfe (1) in einer Linie nebeneinander an dem Tragarm (3)
individuell gelagert sind, wobei der Abstand benachbarter Prüfköpfe (1) etwa gleich einer durch die im Prüfkopf (1)
angeordneten Prüforgane.(6) bestimmten Abtastbreite oder
einem ganzzahligen Vielfachen hiervon beträgt.
14. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet , daß sich
der Tragarm (3) für die Prüfköpfe (1) senkrecht zur Fahrrichtung im wesentlichen über den gesamten abzutastenden
Oberflächenbereich erstreckt und daß eine Grobeinstellung vorhanden ist, mit der der Tragarm (3) um etwa 500 bis 600 mm
gegenüber der Auflagefläche der Brammen verstellbar ist, wobei der Abstand (A) der Unterkante des Tragarmes (3) von der zu
prüfenden Brammenoberfläche (10) etwa 50 bis 60 mm gewählt ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Tragarmes (3) nur gleich
einem Bruchteil der größtmöglichen Erstreckung des zu prüfenden Obeflächenbereichs in Richtung des Tragarmes (3) gewählt ist.
16. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 15, dadurch g ek e η η ζ ei c h η e t , daß die Zug-
und Druckglieder C2, 4, 5; 44) so bemessen sind, daß die
Prüfköpfe (1) aus ihrer Normallage mindestens bis zu etwa 30 bis 50 mm nach oben und mindestens bis zu etwa 40 bis 60 mm nach
unten ohne wesentliche Veränderung des Anlagedruckes bewegbar sind.
6098 1 0/0A04
17. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 16, dadurch gekennzeichnet , daß die
Anlagefläche (26) der Prüfköpfe (1) aus einem im wesentlichen hochverschleißfesten Gleitwerkstoff besteht.
18. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche
4 bis 17 dadurch gekennzeichnet , daß das Gewicht der Prüfköpfe (1) mindestens teilweise ausbalanciert ist.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet , daß die als Kolben- und Zylindereinheit
ausgebildeten Druckglieder (4) in Hubrichtung beaufschlagt sind, derart, daß sie einen Teil des Gewichtes der Prüfköpfe
(1) ausbalancieren.
609810/0Α0Λ
Leerseite
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