DE2949449C2 - Spulenvorrichtung für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung - Google Patents
Spulenvorrichtung für die zerstörungsfreie WerkstoffprüfungInfo
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Description
Leiter sind diese zu zwei Windungsgruppen mit gegenläufigem
Windungssinn gewickelt, deren Anordnung der Anordnung der in den Figuren gezeigten Windungen
WX und Wl entspricht. Der Oberkreuzungsbereich
K der beiden Windungen W1 und Wl sowie die
an diesen angrenzenden Abschnitte WXa und W2a der
Windungen WX und W 2 sind in der Spulenlängsseitenfläche
angeordnet, deren Breite B durch die Breite B der Windungen WX und W2 und deren Länge Lia + L2a
durch die Länge L Xa und L 2a der Windungsabschnitte to
W\a und W2a bestimmt ist und die damit die Breite B
und Länge LIa + L 2a des Magnetfeldes innerhalb der
Spule bestimmt Die anderen drei Längsseitenflächen der Spule sind frei von Windungen, so daß der Spulen-Magnetfeldraum
von diesen drei Längsseiten frei zugänglich ist Das ermöglicht die Zuführung und Entnahme
von Werkstücken mittels geradlinig verlaufender Fördersysteme. Da bei der dargestellten Ausführung die
Länge LIa geringer ist als die Länge L 2a, ist der Überkreuzungsbereich
K bezogen auf die Spulen-Längsausdehnung außermittig angeordnet, wenn die Spulenvorrichtung
die in F i g. i gezeigte Einstellung aufweist, die später noch näher erläutert werden wird. Der sich an
den Windungsabschnitt W la bzw. W2a anschließende Windungsabschnitt W\b bzw. W2b der Windung W\
bzw. W2 erstreckt sich unter einem rechten Winkel zur Längsseitenfläche (L la + L2a) ■ B unter Bildung der
beiden Spulen-Schmalseitenflächen mit der Länge Lib
bzw. L 2b und der Breite B.
Durch die vorstehend beschriebene räumliche An-Ordnung der beiden Windungen bzw. Windungsgrupper.
W1 und W2 ergibt sich ein nahezu homogen schräg zur
Spulenlängsachse gerichtetes Magnetfeld, das es ermöglicht, auch oberhalb der Spulvorrichtung angeordnete
Werkstücke, die wegen ihrer Länge nicht in die Spule eingeführt werden können, ausreichend zu magnetisieren.
Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Spulenabschnitt W2b an den Verbindungsstellen A lösbar
mit dem Spulenabschnitt W2a verbunden und in Riehtung zur Kreuzungsstelle K auf den Schenkeln des Abschnittes
W2a verschiebbar, so daß er unter Verkürzung der effektiven Spulenlängsabmessung L 2a in einer
zum Kreuzungsbereich vorgerückten Stellung, z. B. an den Stellen A 1, mit dem Abschnitt W 2a zu verbinden
ist. Durch diese Verkürzung der effektiven Spulenlänge läßt sich bei der Prüfung kleinerer Werkstücke die Homogenität
des magnetischen Feldes verbessern, der Leistungsbedarf verringern bzw. bei Beibehaltung der eingespeisten
Energie die Magnetisierungsfeldstärke im Prüfling entsprechend erhöhen. Das kann für kurze
Werkstücke mit großem Durchmesser von Vorteil sein. Um diese Verkürzung der Gesamtspulenlänge durchführen
zu können, ist die Anordnung so gewählt worden, daß der Kreuzungsbereich K zur Seite des nicht verschiebbaren
Spulenabschnittes WIa hin außermittig versetzt angeordnet ist. Diese Maßnahme trägt überdies
dazu bei, auch bei unveränderter Spulenlänge kurze Werkstücke verstärkt zu magnetisieren.
Beginn und Ende des Leiters L bzw. des Stranges paralleler Leiter befinden sich bei der Ausführungsform
gemäß den Zeichnungen oben am Abschnitt WXb. Es
wäre jedoch auch eine andere Lage von Leiteranfang und Ende und damit Stromzuführung und -ableitung
möglich.
Innerhalb der Spule sind bei der Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Fig. 2 senkrecht stehende
Spannstücke S angeordnet. Diese können zum Einspannen eines Prüflings Pdienen oder zum Abstützen eines
auf sie aufgelegten Prüflings P, dessen Länge die Gesamtspulenlänge überschreitet, so daß seine Magnetisierung
außerhalb der Spule erfolgen muß. Infolge der durch die erfindungsgemäße Anordnung der einzelnen
Spulenabschnitte bedingten schrägen Ausrichtung des magnetischen Feldes kann dieses mittels der senkrechten
Spannstücke in einen auf diesen liegenden Prüfling eingeleitet werden. Das Spannstück 5, das innerhalb des
in seiner effektiven Länge zu verstellenden Windungsabschnittes W2a angeordnet ist, wird zweckmäßigerweise
ebenfalls in Spulenlängsrichtung verschiebbar gelagert, so daß es innerhalb eines vorgegebenen Längenbereichs
der Spulenvorrichtung in frei wählbarer Stellung feststellbar ist. Durch die Verwendung der senkrecht
stehenden Spannstücke S ist der Platzbedarf des gesamten Gerätes nicht größer als der von der Spule
eingenommene Raum.
Die Spulenvorrichtung gestattet die Zuführung und Entnahme von Werkstücken im automatisierten Prüfablauf
unter Verwendung geradlinig verlaufender Bandoder Kettenförderer, was den technischen Aufwand
beim automatisierten Prüfablauf wesentlich verringert, da teure Greifersysteme zum Absenken der Werkstükke
in die Spulenvorrichtung und zum Hinausheben der WerkstScke aus der Spulenvorrichtung überflüssig sind.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
1 2
stücken zum Einspannen bzw. Auflegen der Prüflinge
Patentanspruch: und einer Spule, die angrenzend an einen freien Spulen-
mittelabschnitt in ihrer Windungsebene abgewinkelte
Spulenvorrichtung für die zerstörungsfreie Werk- Windungen aufweist, die mit einem Windungsabschnitt
Stoffprüfung mit Spannstücken zum Einspannen 5 im Bereich der Spulenschmalseiten angeordnet sind und
bzw. Auflegen der Prüflinge und einer Spule, die mit einem anderen Windungsabschnitt zum gegenüberangrenzend
an einen freien Spulenmittelabschnitt in liegenden Spulenende hin abgewinkelt sind und mit eiihrer
Windungsebene abgewinkelte Windungen auf- nem Schenkel eine Spulenlängsseite überqueren. Eine
weist, die mit einem Windungsabschnitt im Bereich solche Spulenvorrichtung ist in der deutscht ι Patentder
Spulenschmalseiten angeordnet sind und mit ei- io schrift 15 73 451 beschrieben.
nem anderen Windungsabschnitt zum gegenüberüe- Die bekannte Spulenvorrichtung ergibt bei Strom-
genden Spulenende hin abgewinkelt sind und mit durchfluß in ihrem Inneren ein magnetisches Längsfeld
einem Schenkel eine Spulenlängsseite überqueren, von zufriedenstellender Homogenität über die gesamte
dadurch gekennzeichnet, daß die Windun- Spannlänge bei Vermeidung der Nachteile der Obergen
so verlaufen, daß sie den Spulen-Magnetfeld- 15 laufspulen. Es lassen sich somit in der bekannten Spulenraum
vorrichtung Prüflinge über ihre Gesamtlänge mit hinreichender Homogenität magnetisieren, wobei allerdings
(Lib + L 2b) . ,. . , mit der jeweiligen Spulenvorrichtung nur solche Prüf-
2 · ts ■ (L\a + L la) jjnge zu magnetjsieren s\n^ deren Länge die maximale
20 Spannlänge der Spulenvorrichtung nicht überschreitet
lediglich an einer Längsseitenfläche Da das Magnetfeld der bekannten Spulenvorrichtung
([L la + L 2a ] B) und den zwei daran angrenzen- nur von einer Längsseitenfläche aus frei zugänglich ist,
den Schmalseitenflächen (L \b ■ B-, L 2b ■ B) mit den erfordert eine Automatisierung des Prüfablaufs Grei-Abschnitten
jeweils einer oder mehrerer paralleler fersysteme zum Absenken der Prüflinge in die Spule
Windungen begrenzen unter Bildung einer von drei 25 und zu deren Herausheben aus der Spule,
anderen Längsseitenflächen frei zugänglichen Spu- Der Erfindung hat die Aufgabe zugrunde gelegen,
anderen Längsseitenflächen frei zugänglichen Spu- Der Erfindung hat die Aufgabe zugrunde gelegen,
lenvorrichtung, deren bei Stromdurchfluß induzierte eine Vorrichtung zum Magnetisieren von Prüflingen zu
Magnetfeld nahezu homogen schräg zur Spulen- schaffen, welche für Prüflinge in einem gegenüber der
längsachse gerichtet ist und deren abgewinkelte bekannten Spulenvorrichtung wesentlich vergrößerten
Windungen mit ihrem einen Windungsabschnitt 30 Längenvariationsbereich benutzt werden kann und ein
(W\b, W2b)die gesamte Spulenschmalseitenfläche homogenes und in seiner Homogenität und Feldstärke
(L \b · B; L2b · B) begrenzen und mit ihrem dazu den Prüfbedingungen anzupassendes Magnetfeld ergibt
abgewinkelten Abschnitt (W la, W2a) die Spulen- und welche eine Automatisierung des Prüfablaufs mit
längsseitenflächc begrenzen und daß die Spulenab- geringem technischem Aufwand ermöglicht
schnitte (Wi, W2) und die da^ j gehörenden Spann- 35 Diese Aufgabe ist dadurch gelöst worden, daß bei stücke in Längsrichtung gegeneinander verschieb- einer Spule mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff bar sind, zwecks Änderung der Magnetfeldlänge des Patentanspruchs den Windungen ein solcher Ver- (L la + L 2a). lauf gegeben worden ist, daß diese den Spulen-Magnet
schnitte (Wi, W2) und die da^ j gehörenden Spann- 35 Diese Aufgabe ist dadurch gelöst worden, daß bei stücke in Längsrichtung gegeneinander verschieb- einer Spule mit den Merkmalen gemäß dem Oberbegriff bar sind, zwecks Änderung der Magnetfeldlänge des Patentanspruchs den Windungen ein solcher Ver- (L la + L 2a). lauf gegeben worden ist, daß diese den Spulen-Magnet
feldraum lediglich an einer Längf-citenfläche und den
40 zwei daran angrenzenden Schmalseitenflächen mit den
Abschnitten jeweils einer oder mehrerer paralleler Windungen begrenzen unter Bildung einer von den drei
Die Erfindung betrifft eine Spulenvorrichtung gemäß anderen Längsseitenflächen frei zugänglichen Spulenden
im Patentanspruch angegebenen Merkmalen für die vorrichtung, deren bei Stromdurchfluß induziertes Mazerstörungsfreie
Werkstoffprüfung nach dem Magnet- 45 gnetfeld nahezu homogen schräg zur Spulenlängsachse
pulverfahren, welche zum Magnetisieren der Prüflinge gerichtet ist und deren abgewinkelte Windungen mit
vor deren Bespülen oder Besprühen mit Prüfmittel ihrem einen Windungsabschnitt die gesamte Spulendient.
Das im Prüfmittel enthaltene oder das Prüfmittel Schmalseitenfläche begrenzen und mit ihrem dazu abgebildende
Magnetpulver bleibt an den Oberflächenfeh- winkelten Abschnitt die Spulenlängsseitenfläche beierstellen
der magnetisierten Prüflinge infolge des 50 grenzen, wobei die Spulenabschnitte und die dazu gehö-Kraftlinienaustritts
an den Kanten der Fehlerstellen in renden Spannstücke in Längsrichtung gegeneinander
verstärktem Maße haften, sodaß es die Fehlerstellen verschiebbar sind zwecks Änderung der Magnetfeldlänmarkiert.
ge.
Zur Erzeugung von magnetischen Längsfeldern in Die Erfindung ist nachstehend aufgrund eines Aus-
Prüflingen werden zwei Arten von Felddurchflutungs- 55 führungsbeispieles erläutert, das in den Zeichnungen
Vorrichtungen benutzt, nämlich Joche und Spulen, die dargestellt ist Es zeigt
sich, entsprechend ausgelegt, mit Gleich-oder Wechsel- Fig. 1: eine schaubildliche Darstellung der Spulenstrom
speisen lassen. vorrichtung und
Joche, insbesondere Gleichstromjoche, ergeben ein F i g. 2: eine Spulenvorrichtung gemäß F i g. 1 in Sei-
über die Spannlänge ungleichmäßiges magnetisches 60 tenansicht.
Feld. Dieser Nachteil vergrößert sich mit wachsender Bei der in den Zeichnungen schematisch dargestellten
Spannlänge. Überlaufspulen vermeiden diesen Nachteil. Ausführung ist mit L ein Leiter aus Kupferprofil be-IiJ
Sie sind jedoch wegen der notwendigen Bewegungsme- zeichnet. Es können statt des einen Leiters jedoch auch
γΐΐ chanik teuer und ergeben relativ lange Prüfzeiten. Sta- mehrere parallel angeordnete Leiter verwendet wer-
f| tionär eingebaute Spulen, auf dem Prinzip der Helm- 65 den. Der Leiter L ist derart überkreuzt gewunden, daß
j$ holtzspulen basierend, stellen einen brauchbaren Koni- zwei im wesentlichen rechteckig-längliche Windungen
jfj promiß zwischen Joch und Überlaufspule dar. Wl und W 2 gebildet sind, die gegenläufigen Win-
'M Bewährt hat sich eine Spulenvorrichtung mit Spann- dungssinn haben. Bei Verwendung mehrerer paralleler
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