DE3614174A1 - Magnetisierungsanordnung zur magnetografischen pruefung - Google Patents
Magnetisierungsanordnung zur magnetografischen pruefungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf die
Prüfmeßtechnik und betrifft insbesondere Magnetisierungs
anordnungen zur magnetografischen Prüfung und ist zur mag
netischen Aufzeichnung von Fehlerstellen bei einer magne
tografischen Defektoskopie, beispielsweise bei einer Güte
prüfung von Schweißnähten, vorgesehen.
Es ist eine Magnetisierungsanordnung zur magnetogra
fischen Prüfung bekannt, die einen zweipoligen U-Elektro
magnet mit vier an den Polen des Elektromagneten paarwei
se angeordneten Rollen und zwei mit je einem entsprechen
den Rollenpaar zusammenwirkenden Bahnen enthält. Als Bah
nen wird meist die Oberfläche des Prüfobjekts, wie sie bei
spielsweise bei der Güteprüfung einer Schweißnaht die Oberflä
chen der verschweißten Platten sind, ausgenutzt. Bei
einer Verschiebung der Magnetisierungsanordnung von einem
Prüfbereich zum anderen entstehen wegen des Vorhandenseins
von Oberflächenabweichungen, auf der Oberfläche beim Schwei
ßen erstarrten Metallspritzern, wegen einer Schiefstellung
der Platten, einer schüttbaren Pulverschicht und anderer
Störungen erhebliche Schwierigkiten in der Verschiebung
der Magnetisierungsanordnung sowie nimmt die Exaktheit
ihrer Verschiebung genau über die zu prüfenden Abschnitte
ab. Außerdem treten bei der Notwendigkeit, die Magneti
sierungsanordnung über eine gewellte oder eine ähnliche
unebene Fläche zu verschieben, bei der die Oberflächenab
weichung mit dem Durchmesser der Rollen kommensurabel
ist, bei einem beträchtlichen Gewicht des Elektromagne
ten schwer überwindbare Stockungen (s. z. B. den SU-Ur
heberschein 3 15 112, Internat. Kl. GO1n 27/82, veröffent
licht 1971) auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Magne
tisierungsanordnung zur magnetografischen Prüfung zu
schaffen, die
von einem Prüfabschnitt zum anderen unter Einsatz gerin
ger Kräfte mit einem hohen Genauigkeitsgrad und einer
großen Sicherheit des magnetischen Kontaktes des Elektro
magneten der Magnetisierungsanordnung mit der Oberfläche
des Prüfabschnitts verschoben werden kann.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß in einer
Magnetisierungsanordnung zur magnetografischen Prüfung,
die einen zweipoligen U-Elektromagnet mit vier an den
Polen des Elektromagneten paarweise angeordneten Rollen
und zwei mit je einem Rollenpaar zusammenwirkende Bahnen
enthält, gemäß der Erfindung die Bahnen in Form von Rin
gen ausgeführt sind, die miteinander in Form eines Läu
ferkäfiges fest verbunden sind und deren Innenflächen
mit den Außenflächen der Rollen zusammenwirken.
Um einen periodischen (dem Prüfschritt gleichen)
Kontakt der Pole des Elektromagneten mit der Oberfläche
des Prüfobjekts zu sichern, ist es zweckmäßig, die Rol
len an den Polen des Elektromagneten mit Hilfe von je
eine an jeder Rolle mit einer Versetzung bezüglich der
Drehachsen der Rollen ausgeführten Halbachsen anzuord
nen, wobei die Lagerungen der Drehachsen der Rollen mit
einander durch einen festen Rahmen zu verbinden sind.
Um eine Regelung der Hubhöhe des Elektromagneten
bei der Verschiebung der Magnetisierungsanordnung zu
ermöglichen, ist es angebracht, die Halbachsen an den
Rollen mit der Möglichkeit einer Änderung ihrer Versetzung
bezüglich der Rollenachsen anzuordnen.
Um einen Schlupf der Rollen in bezug auf die Bah
nen zu verhindern und die Verschiebungsgenauigkeit zu
erhöhen, ist es zur Bildung eines Zahneingriffs zwischen
den Rollen und den Ringen zweckmäßig, je einen Zahnkranz
an der Innenfläche jedes Ringes bzw. an der Außenfläche
jeder Rolle auszuführen.
Die erfindungsgemäße Magnetisierungsanordnung zur
magnetografischen Prüfung ist komfortabel im Umgang, kann
unter Einsatz geringer Kräfte von einem Prüfabschnitt
zum anderen, darunter auch auf unebenen Oberflächen, mit
hoher Genauigkeit verschoben werden, wobei ein sicherer
Kontakt der Pole des Elektromagneten mit der Oberfläche
des Prüfobjekts mit einer dem Prüfschritt gleichen Peri
odizität gewährleistet ist.
Die Erfindung wird durch die nachstehende Beschrei
bung von konkreten Ausführungsformen anhand der
Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 die Gesamtansicht einer Magnetisierungsanord
nung zur magnetografischen Prüfung in perspektivischer
Darstellung;
Fig. 2 eine Ansicht der Verbindungsstelle einer Rol
le mit einem Pol des Elektromagneten im Schnitt in ver
größerter Darstellung in Pfeilrichtung A;
Fig. 3 dto. wie in Fig. 2, nur daß die Verschiebung
der Halbachse bezüglich der Drehachse einer Rolle gleich
Null ist.
Die in Fig. 1, 2 dargestellte erfindungsgemäße Mag
netisierungsanordnung zur magnetografischen Prüfung ent
hält einen zweipoligen U-Elektromagnet 1 mit einem Eisen
kern 2 und einer über einen Schalter 4 an eine Spannungs
quelle 5 angeschlossenen Stromspule 3. An jedem Pol des
Elektromagneten 1 ist je ein Paar von Rollen 6 angeord
net. Die Rollen 6 sind mit den Polen des Elektromagne
ten 1 mit Hilfe von je einer an jeder Rolle 6 mit einer
Verschiebung "a" bezüglich der einen Drehachse 8 der Rol
le 6 ausgeführten Halbachse 7 und Wälzlagern 9 verbunden,
auf deren Außenringe sich der Elektromagnet 1 mit vier
Tragplatten 10 abstützt, die je zwei an jedem Pol seines
Eisenkernes 2 starr befestigt sind. Die Drehachsen 8 der
Rollen 6 sind in Wälzlagern 11 angeordnet, die in einen
die Drehlagerungen aller vier Rollen 6 verbindenden Rah
men 12 eingebaut sind. Die zwei Ringbahnen 13 sind mit
einander durch eine Überbrückung 14 in Form eines Läufer
käfiges starr verbunden. An den inneren Ringkanten der
Bahnen 13 sind Kragen 15 (Krempen) ausgebildet, die die
Lage der Rollen 6 in Richtung ihrer Achsen 8 festlegen.
An den Außenflächen der Rollen 6 und an den Innenflä
chen der Ringbahnen 13 ist je ein Zahnkranz zur Bildung
eines Zahneingriffs zwischen ihnen ausgeführt. Die Halb
achsen 7 sind in den Rollen 6 mit der Möglichkeit einer
Änderung der Verschiebung "a" angeordnet, weshalb im Kör
per der Rolle 6 beispielsweise ein zusätzliches Loch 16
vorgesehen ist, dessen Achse in bezug auf die Drehachse 8
der Rolle 6 um eine Größe a 1/a versetzt ist.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante der Anord
nung der Rollen 6 ohne Exzentrizität, wo die Halbachse 7
mit der Drehachse der Rolle 6 zusammenfällt.
In einer Reihe von Fällen ist auch eine Ausführungs
form der Magnetisierungsanordnung mit den Rollen 6 und
den Bahnen 13 ohne Zahnkranz möglich.
Die erfindungsgemäße Magnetisierungsanordnung zur
magnetografischen Prüfung arbeitet wie folgt.
Bei der magnetografischen Prüfung eines Objekts
wird in diesem ein Magnetfluß erzeugt. Hierbei verlaufen
die magnetischen Feldlinien quer zur Bewegungsrichtung
der Magnetisierungsanordnung entlang des Prüfbereiches,
beispielsweise senkrecht zu einer Schweißnaht. Wenn
sie auf ihrem Wege einem Fehler - einem Riß, Lunker -
begegnen, tritt ein Teil der magnetischen Feldlinien an
die Oberfläche des Prüfobjekts, wodurch ein Streufeld
gebildet wird, das durch ein mit der Oberfläche des Prüf
objekts kontaktiertes Magnetband registriert wird.
Zur Durchführung einer magnetografischen Prüfung
wird die erfindungsgemäße Magnetisierungsanordnung auf
die Oberfläche eines Prüfobjekts gesetzt und an die
Spannungsquelle 5 (Fig. 1) angeschlossen. Dann wird
die Magnetisierungsanordnung in die Ausgangsstellung
über einer zu prüfenden Schweißnaht 17 gebracht und
ein Abschnitt durch den Elektromagnet 1 nach Betäti
gung des Schalters 4 magnetisiert. Nach Beendigung der
Operation der Magnetisierung werden die Wicklungen 3 des
Elektromagneten 1 stromlos gemacht und die Magnetisie
rungsanordnung in die nächste Position um einen dem
Prüfschritt gleichen Abstand versetzt. Zu diesem Zweck
werden die Ringbahnen 13 gedreht, wobei die Rollen 6,
indem sie sich auf den Innenflächen der letzteren umwäl
zen, durch die an ihnen befestigten Halbachsen 7 (Fig. 2)
über die Wälzlager 9 auf die Tragplatten 10 einwirken,
die mit dem Eisenkern 2 starr verbunden sind. Da die Halb
achsen 7 in den Rollen mit einer Exzentrizität - einer
Verschiebung "a" - angeordnet sind, beschreiben die Halb
achsen 7 bei der Eigenrotation der Rollen 6 um die Achsen 8
im Raum Kreislinien mit einem der Verschiebung "a" glei
chen Halbmesser. Die bei der Verschiebung der Ringbahnen 13
entlang der Naht 17 entstehende Kraft kann in zwei Kom
ponenten - eine vertikale und eine horizontale - zerlegt
werden. Dank der Konstruktion der Aufhängung des Elektro
magneten 1 an den Rollen 6, bei der sich der Eisenkern 2
frei - unter der Wirkung des Eigengewichts - über die
Platten 10 auf die Ringe der auf die Halbachsen 7 aufge
setzten Lager 9 stützt, wirkt auf den Elektromagnet 1 nur
die eine - vertikale - Kraftkomponente ein. Die andere -
horizontale - Komponente bleibt währenddessen auf den
Elektromagnet 1 infolge der Umwälzung des Lagers 9 auf
der Tragplatte 10 ohne Wirkung. Bei der Umwälzung der
Ringbahnen 13 auf der Oberfläche des Prüfobjekts führt
der Elektromagnet 1 daher gleichzeitig mit einer fort
schreitenden Bewegung eine Bewegung zuerst nach oben und
dann nach unten aus, bis er die Prüffläche in einem dem
Prüfschritt gleichen Abstand von der Ausgangsstellung be
rührt hat. Der letztere hängt vom Durchmesser der Rollen
6 ab und ist durch Austausch der Rollen 6 gegen Rol
len anderen Durchmessers leicht zu ändern. Während des
Kontaktes des Eisenkernes 2 des Elektromagneten 1 mit
der Prüffläche wird die Wicklung 3 des Elektromagneten 1
gespeist. Dann werden sämtliche obengenannten Opertionen
wiederholt. Hierbei kann mit einem langen Hebelarm, der
ungefähr gleich dem Durchmesser der Ringbahnen 13 ist,
selbst eine Magnetisierungsanordnung mit einer großen Mas
se leicht von der Stelle gebracht werden. Außerdem ge
stattet das Vorhandensein der Ringbahnen 13 großen Durch
messers, Unebenheiten und Risse auf der Lauffläche bei
der Verschiebung der Magnetisierungsanordnung unberück
sichtigt zu lassen. Bei Vorhandensein von Wölbungen im
Prüfbereich, anstoßenden Nähten mit verschiedenen Auf
schweißraupen ist es unter Benutzung der erfindungsgemä
ßen Magnetisierungsanordnung ein leichtes, eine hemmungs
lose Verschiebung dieser Anordnung durch Umstellung der
Halbachsen 7 in Löcher mit einer größeren Versetzung um
die Drehachsen 8 der Rollen 6 zu sichern. Dann nimmt die
Hubhöhe des Elektromagneten 1 entsprechend der Größe der
Exzentrizität zu, was es gestattet, ein Hindernis bei der
Verschiebung zu überwinden.
Ein kennzeichnendes Merkmal der betrachteten Ausfüh
rungsform der Magnetisierungsanordnung ist, daß ein Luft
spalt zwischen den Polen des Elektromagneten 1 und der
Prüffläche nur bei der Verschiebung der Magnetisierungs
anordnung von einer Prüfstelle zu der nächsten zu ver
zeichnen ist, während an den Prüfstellen die Pole des
Elektromagneten 1 die Prüffläche ohne Spalt
berühren.
Die in Fig. 3 dargestellte Ausbildungsform der Mag
netisierungsanordnung zur magnetografischen Prüfung führt
eine Verschiebung der Magnetisierungsanordnung aus und
sorgt für die Durchführung einer Operation der Magneti
sierung des Prüfobjekts durch die letztere bei Vorhanden
sein eines konstanten Luftspaltes zwischen den Polen des
Elektromagneten 1 und der Oberfläche des Prüfobjektes. In
diesem Fall wird der Luftspalt durch die Befestigungsstel
le der Halbachsen 7 am Eisenkern 2 bestimmt und unter der
Bedingung gewählt, eine vom Standpunkt der Aufzeichnung
von Fehlern auf einem Magnetband optimale Magnetisierung
des Prüfobjekts zu gewährleisten. Diese Variante der Mag
netisierungsanordnung ist billiger und eignet sich für
die Fälle, wo als Prüfobjekt dünnwandige leicht magneti
sierbare Erzeugnisse auftreten. In diesen Fällen ist auch
das Vorhandensein eines Zahneingriffes zwischen den Rol
len 6 und den Bahnen 13 nicht obligatorisch, denn die
kleinen Abmessungen und Maße des Elektromagneten 1
schließen einen Schlupf der Rollen 6 und der Bahnen 13
gegeneinander aus.
Die Ringbahnen 13 können sowohl aus magnetischem als
auch unmagnetischem Werkstoff hergestellt werden. Dies
hängt vom konkreten Objekt und den Prüf
bedingungen ab. Falls es erforderlich ist, die
Magnetisierungsanordnung auf einer schiefen Ebene zu be
wegen, gestattet die Anwendung der Bahnen 13 aus vormagne
tisiertem hochkoerzitivem Werkstoff, durch Schließen der
magnetischen Feldlinien über das Prüfobjekt die Magneti
sierungsanordnung auf der vorgegebenen Laufbahn zu halten.
Claims (5)
1. Magnetisierungsanordnung zur magnetografischen
Prüfung, die
- - einen zweipoligen U-Elektromagnet (1) mit vier
- - an den Polen des Elektromagneten (1) paarweise angeordneten Rollen (6) und
- - zwei mit je einem Paar der Rollen (6) zusammen wirkende Bahnen (13)
enthält, dadurch gekennzeichnet, daß
- - die Bahnen (13) in Form von Ringen ausgeführt sind, die miteinander in Form eines Läuferkäfiges fest verbunden sind und deren Innenflächen mit den Außenflä chen der Rollen (6) zusammenwirken.
2. Magnetisierungsanordnung nach Anspruch 1, da
durch gekennzeichnet, daß
- - die Rollen (6) an den Polen des Elektromagneten (1) mit Hilfe von
- - je eine an jeder Rolle (6) mit einer Exzentrizität ("a") bezüglich ihrer Drehachsen (8) ausgeführten Halb achsen (7) angeordnet sind, wobei
- - die Lagerungen der Drehachsen (8) sämtlicher Rol len (6) miteinander fest verbunden sind.
3. Magnetisierungsanordnung nach Anspruch 2, da
durch gekennzeichnet, daß
- - die Halbachsen (7) an den Rollen (6) mit der Mög lichkeit einer Änderung ihrer Exzentrizität bezüglich der Drehachsen (8) der Rollen (6) ausgeführt sind.
4. Magnetisierungsanordnung nach einem der Ansprü
che 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß
- - an den Innenflächen der Ringe und an den Außen flächen der Rollen (6)
- - je ein Zahnkranz zur Bildung eines Zahneingriffes zwischen den Ringen und den Rollen (6) ausgeführt ist.
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