WO2019101949A1

WO2019101949A1 - Vorrichtung und verfahren zum zerstörungsfreien messen von bauteilen

Info

Publication number: WO2019101949A1
Application number: PCT/EP2018/082417
Authority: WO
Inventors: Werner Roth; Willibald MEISTER
Original assignee: Actemium Cegelec GmbH
Priority date: 2017-11-24
Filing date: 2018-11-23
Publication date: 2019-05-31
Also published as: DE102017127864A1

Abstract

Eine Vorrichtung (100) zum zerstörungsfreien Messen von Bauteilen (200, 300), insbesondere von Ringen (200) und Scheiben (300), umfasst wenigstens einen Messkopf (10) zum Erkennen von Materialzuständen in einem Bauteil (200, 300) oder zum Bestimmen der Geometrie des Bauteils (200, 300), durch den sich ein Messergebnis gewinnen lässt, ein mit Rädern (21, 22) versehenes Fahrgestell (20) zum Bewegen des Messkopfs (10) zu dem zu messenden Bauteil (200, 300) in einer Bewegungsebene (E), die von einer Längsachse (L) des Fahrgestells (20) und einer zu der Längsachse (L) orthogonalen Querachse (Q) aufgespannt wird, eine Steuervorrichtung (25) zum Steuern des Fahrgestells (20), einen Antrieb zum Antreiben wenigstens eines der Räder (21, 22), eine elektronische Datenverarbeitungseinheit zum Erfassen und Verarbeiten eines Messergebnisses, eine Bauteilaufnahme (30, 35) zum Aufnehmen des zu messenden Bauteils (200, 300), wenigstens eine Hochführung (40), die an dem Fahrgestell (20) befestigt ist und sich in Richtung einer zu der Bewegungsebene (E) orthogonalen Hochachse (H) erstreckt, eine erste Positioniereinheit (50) zum Ausrichten der Bauteilaufnahme (30, 35) zumindest in Richtung der Hochachse (H) und eine zweite Positioniereinheit (60) zum Ausrichten des Messkopfs (10) zumindest in Richtung der Hochachse (H). Die erste Positioniereinheit (50) oder die zweite Positioniereinheit (60) sind entlang der Hochführung (40) linear verfahrbar angeordnet.

Description

Vorrichtung und Verfahren zum zerstörungsfreien Messen von Bauteilen

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zerstörungsfreien Messen von Bautei- len, insbesondere von Ringen und Scheiben. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum zerstörungsfreien Messen eines Bauteils.

Zerstörungsfreies Messen und Prüfen, beispielsweise mittels Ultraschall, findet etwa Anwendung zum Auffinden von Materialfehlern oder allgemein Materialzu- ständen eines Bauteils oder zum Bestimmen des Volumens oder der Geometrie eines Bauteils. Bekannte Lösungen erfordern dazu, dass ein stationäres Messge- rät durch eine dazu qualifizierte Person bedient wird.

Solche stationären Lösungen erfordern einen hohen infrastrukturellen und finanzi- ellen Aufwand. Zum Aufstellen des stationären Messgeräts ist es in der Regel er- forderlich, ein spezielles Fundament bereitzustellen. Üblicherweise wird außerdem ein Büro vorgesehen, von dem aus die Anlage bedient wird. Des Weiteren müssen Vorkehrungen beispielsweise hinsichtlich der Verkabelung des Messgeräts getrof- fen werden.

Die zu messenden oder prüfenden Bauteile müssen stets zu dem stationären Messgerät transportiert werden und werden mit einem Kran oder anderen Hilfsmit- teln auf das stationäre Messgerät aufgelegt. Anschließend werden die Bauteile mit einem oder mehreren Messköpfen mäanderförmig abgefahren.

Neben diesen stationären Anlagen offenbart die Druckschrift US 6,119,526 A ei- nen mobilen Prüfwagen zum zerstörungsfreien Prüfen von Betonplatten. Der Prüfwagen umfasst einen auf einem magnetischen Messprinzip beruhenden Sen- sor. Zum Prüfen wird der Prüfwagen über ein Bauwerk gefahren, beispielsweise über eine Brücke. Dabei ist der Sensor mit der Oberfläche der Betonplatten in Kontakt und erkennt Materialfehler im Betonstahl, der in den Betonplatten verar- beitet ist. Aus WO 2010/075989 A1 ist eine Vorrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen von zylindrischen oder rohrförmigen Prüflingen bekannt. Die Vorrichtung ist auf be- wegbaren Rollen gelagert und umfasst einen C-förmigen Arm, an dessen einem Ende ein Röntgengerät befestigt ist. Der Prüfling wird in den C-förmigen Arm ein- gelegt, um von dem Röntgengerät erfasst zu werden.

Eine Fahrvorrichtung zum zerstörungsfreien Prüfen von Schweißnähten ist aus WO 2017/096770 A1 bekannt. Mittels der Vorrichtung kann ein Prüfkopf relativ zu einem mit Schweißnähten versehenen Prüfgegenstand bewegt werden, um diesen in alle Raumrichtungen prüfen zu können. Das Prüfen erfolgt ohne Aufnahme des Prüfgegenstands durch die Fahrvorrichtung.

Ferner offenbart DE 103 47 495 A1 eine fahrzeug-montierte mobile Containerin- spektionseinrichtung, die eine erste Kabine mit einem Arbeitsraum, eine zweite Kabine mit einer Steuereinheit und eine dritte Kabine mit einer Strahlungsquelle aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine zerstörungsfreie Messung von Bauteilen zu ermöglichen, die eines verringerten Aufwands bedarf.

Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und durch ein Verfah- ren nach Anspruch 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 13. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfah- rens ist Gegenstand des Anspruchs 15.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung dient zum zerstörungsfreien Messen von Bau- teilen, insbesondere von Ringen und Scheiben, und umfasst wenigstens einen Messkopf zum Erkennen von Materialzuständen in einem Bauteil oder zum Be- stimmen der Geometrie des Bauteils, durch den sich ein Messergebnis gewinnen lässt, ein mit Rädern versehenes Fahrgestell zum Bewegen des Messkopfs zu dem zu messenden Bauteil in einer Bewegungsebene, die von einer Längsachse des Fahrgestells und einer zu der Längsachse orthogonalen Querachse aufge- spannt wird, eine Steuervorrichtung zum Steuern des Fahrgestells, einen Antrieb zum Antreiben wenigstens eines der Räder, eine elektronische Datenverarbei- tungseinheit zum Erfassen und Verarbeiten eines Messergebnisses, eine Bauteil- aufnahme zum Aufnehmen des zu messenden Bauteils, wenigstens eine Hochfüh- rung, die an dem Fahrgestell befestigt ist und sich in Richtung einer zu der Bewe- gungsebene orthogonalen Hochachse erstreckt, eine erste Positioniereinheit zum Ausrichten der Bauteilaufnahme zumindest in Richtung der Hochachse und eine zweite Positioniereinheit zum Ausrichten des Messkopfs zumindest in Richtung der Hochachse. Die erste Positioniereinheit und/oder die zweite Positioniereinheit sind entlang der Hochführung linear verfahrbar angeordnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum zerstörungsfreien Messen eines Bauteils mittels der Vorrichtung umfasst die folgenden Schritte: a) Bewegen der Vorrichtung zu dem zu messenden Bauteil mittels

des Fahrgestells;

b) Aufnehmen des Bauteils durch die Bauteilaufnahme;

c) Ausrichten des Messkopfs in Bezug auf das Bauteil mittels der ersten Positioniereinheit und/oder der zweiten Positionierein- heit;

d) zerstörungsfreies Messen des Bauteils mittels des Messkopfs;

e) Erfassen und Verarbeiten des Messergebnisses mittels der elektronischen Datenverarbeitungseinheit und

f) Freigeben des Bauteils.

Der Begriff des Messens im Kontext der Erfindung schließt auch das Prüfen von Bauteilen, etwa auf Materialfehler, ein. Vorzugsweise wird das Messen des Bau- teils mittels Ultraschall durchgeführt. Insbesondere kann das Messen des Bauteils eine Ultraschallprüfung sein. Alternativ dazu kann das Messen mittels Wirbelstrom oder optischer Messverfahren durchgeführt werden.

Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zu eigen, dass aufgrund der Mobilität der Vorrichtung diese zu dem zu messenden Bauteil mittels des Fahrgestells bewegt und damit - im Unterschied zum Stand der Technik - auf umfangreiche infrastruk- turelle Maßnahmen, wie beispielsweise das Bereitstellen eines Fundaments, ver- zichtet werden kann. Nicht zuletzt aufgrund des möglichen Gewichts der zu mes- senden Bauteile von mehreren Tonnen stellt dies zudem eine erhebliche Vereinfa- chung des Messvorgangs dar. Die Längsachse, die Querachse und die Hochachse beziehen sich auf ein Fahr- zeugkoordinatensystem. Demnach erstreckt sich die Längsachse in der Richtung der größten Ausdehnung der Vorrichtung. Die Querachse erstreckt sich orthogonal und insbesondere quer zu der Längsachse. Die Hochachse erstreckt sich ortho- gonal zu der Längsachse und der Querachse, und damit orthogonal zu der Bewe- gungsebene.

Der Messkopf ermöglicht das Erkennen von Materialzuständen in dem Bauteil o- der eine Bestimmung der Geometrie des Bauteils. Zu den Materialzuständen ge- hören beispielsweise auch Materialfehler in dem Bauteil, wie beispielsweise Risse, Poren oder Lunker. Die Geometriebestimmung kann beispielsweise auch durch 3D-Erfassung dargestellt werden, die das Erstellen eines Modells des Bauteils ermöglicht.

Als Antrieb kann insbesondere ein batteriebetriebener Elektromotor oder ein Ver- brennungsmotor dienen. Denkbar ist allerdings auch, einen Handantrieb vorzuse- hen, über den die Vorrichtung per Hand geschoben oder gezogen werden kann. Die Vorrichtung kann ferner von einem anderen Fahrzeug, etwa einem Zugfahr- zeug, geschoben oder gezogen werden und damit Bestandteil eines Lastzugs sein.

Vorzugsweise sind die erste Positioniereinheit und die zweite Positioniereinheit entlang der Hochführung linear verfahrbar angeordnet. Durch die lineare Verfahr- barkeit der Positioniereinheiten können die Bauteilaufnahme und der Messkopf besser zueinander ausgerichtet werden. Ferner ermöglicht die linear verfahrbare Anordnung der Positioniereinheiten entlang der Hochführung eine kompakte Bau- weise.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Hochführung Führungsschienen auf, mit denen die erste Positioniereinheit und/oder die zweite Positioniereinheit im Eingriff sind. Die Positioniereinheiten können insbesondere formschlüssig mit den Führungsschienen im Eingriff sein, wobei zum Gewährleisten der linearen Ver- fahrbarkeit zwischen den Positioniereinheiten und den Führungsschienen jeweils ein vorgegebenes Spiel vorhanden ist. Vorzugsweise weisen die Führungsschienen eine Innenführung, mit der die erste Positioniereinheit im Eingriff ist, und eine Außenführung, mit der die zweite Positi oniereinheit im Eingriff ist, auf. Beispielsweise kann die Vorrichtung zwei oder mehr Führungsschienen aufweisen, die gemeinsam an ihren jeweiligen Innensei- ten, also an ihren der Längsachse zugewandten Seiten, die Innenführung ausbil- den. Dieselben Führungsschienen können gemeinsam an ihren Außenseiten, also an ihren der Längsachse abgewandten Seiten, die Außenführung ausbilden. Al ternative Ausführungsformen der Führungsschienen wären ebenso vorstellbar. Beispielsweise kann eine Führung an einer Vorderseite der Führungsschienen und eine weitere Führung an einer Rückseite der Führungsschienen vorgesehen sein, wobei sich die Begriffe Vorderseite und Rückseite auf die Fahrzeuglängsrich- tung beziehen.

Vorzugsweise umfasst die zweite Positioniereinheit eine entlang der Hochführung verfahrbare Längsführung, die sich in Richtung der Längsachse erstreckt, wobei der Messkopf entlang der Längsführung linear verfahrbar angeordnet ist. Durch diese Ausgestaltung ist der Messkopf in Richtung der Längsachse und in Richtung der Hochachse linear verfahrbar.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Bauteilaufnahme durch die erste Posi- tioniereinheit wenigstens um die Querachse schwenkbar und/oder drehbar. Vor- zugsweise ist die Bauteilaufnahme um 360° drehbar. Zusätzlich kann die erste Positioniereinheit so ausgebildet sein, dass die Bauteilaufnahme um die Längs- achse und/oder um die Hochachse schwenkbar und/oder drehbar ist.

Vorzugsweise ist die Bauteilaufnahme durch die erste Positioniereinheit in Rich- tung der Querachse linear verfahrbar.

Vorteilhaft ist die Bauteilaufnahme zur Aufnahme eines Rings, der eine innere Um- fangsfläche, eine äußere Umfangsfläche, eine erste Stirnfläche und eine zweite Stirnfläche aufweist, ausgebildet. Vorzugsweise umfasst die Bauteilaufnahme ei- nen Zapfen und wenigstens zwei Spannelemente zum kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Einspannen des Rings an der inneren Umfangsfläche. Der Ring kann so stabil an der Aufnahme eingespannt werden, indem die Spannelemente an der inneren Umfangsfläche des Rings angreifen. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Bauteilaufnahme zur Aufnahme eines scheibenförmigen Bauteils, das eine Umfangsfläche, eine erste Stirnfläche und eine zweite Stirnfläche aufweist, ausgebildet. Vorzugsweise um- fasst die Bauteilaufnahme ein Halteelement, das ausgebildet ist, das scheibenför- mige Bauteil an der ersten Stirnfläche oder an der zweiten Stirnfläche magnetisch oder mittels einer Saugkraft zu halten. Alternativ dazu wäre auch denkbar, dass das scheibenförmige Bauteil mechanisch, beispielsweise mittels Klemmen, gehal- ten wird.

Vorteilhaft sind die Bauteilaufnahme und/oder der Messkopf auswechselbar. Bei- spielsweise kann die Bauteilaufnahme so ausgewechselt werden, dass mit dersel- ben Vorrichtung die Aufnahme von Ringen oder von Scheiben möglich ist. Durch die Auswechselbarkeit des Messkopfs können unterschiedliche Messanwendun- gen oder -prinzipien mit derselben Vorrichtung ausgeführt werden. Zudem wird der Austausch eines defekten Messkopfs oder einer defekten Bauteilaufnahme eben- so erleichtert wie die Wartung.

Vorzugsweise ist die Bauteilaufnahme so ausgebildet, dass die zu messenden Bauteile wenigstens um die Längsachse drehbar sind. So kann während des Mes- sens das Bauteil um die Längsachse gedreht werden. Dabei liegt der Messkopf an dem Bauteil an und bewegt sich nicht mit dem Bauteil mit. Durch die Rotation des Bauteils wird dieses an dem Messkopf entlang bewegt. Demnach muss der Mess- kopf nicht entlang dem Bauteil verfahren werden.

Vorzugsweise ist der Messkopf zum Erzeugen von Ultraschallwellen ausgebildet. Der Messkopf kann insbesondere ein Ultraschallprüfkopf sein. Alternativ dazu kann der Messkopf beispielsweise zum Erzeugen von Wirbelstrom oder für opti sche Messverfahren ausgebildet sein.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Vorrichtung einen Kreislauf für ein Koppelmedium auf, insbesondere für Wasser oder Öl. Der Kreislauf umfasst eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen und zum Fördern des Koppelmediums. Kop- pelmedien werden bei der Ultraschallprüfung zur Einleitung des Schalls vom Messkopf in das Bauteil verwendet. Dabei kommt als Koppelmedium insbesonde- re Wasser, aber auch Gel oder Öl, zum Einsatz. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung einen Auffangbehälter für das Koppelmedi- um, so dass beim Bewegen der Vorrichtung eine Beeinträchtigung der Umwelt unterbleibt.

Vorteilhafterweise umfasst die Vorrichtung eine Kabine, die mit der Steuervorrich- tung und einer Bedieneinrichtung zum Bedienen der Bauteilaufnahme, der Positi oniereinheiten und des Messkopfs versehen ist. Die zweckmäßigerweise als Fah- rerkabine oder Führerhaus ausgestaltete Kabine bildet den Arbeitsraum für den Fahrzeugführer oder eine die Messung durchführende oder auswertende Person.

Im Folgenden wird die Erfindung schematisch mit Bezug auf die Zeichnungen an- hand von zwei Ausführungsbeispielen beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 a eine perspektivische Ansicht von einem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 1 b eine Seitenansicht von dem ersten Ausführungsbeispiel der erfin- dungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 1 c eine vergrößerte Ansicht von der Bauteilaufnahme, der Flochführung und der Positioniereinheiten des ersten Ausführungsbeispiels der er- findungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 1d eine Draufsicht auf das erste Ausführungsbeispiel der erfindungsge- mäßen Vorrichtung;

Fig. 2a eine perspektivische Ansicht von einem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor dem Drehen des zu mes- senden Bauteils um die Längsachse;

Fig. 2b eine perspektivische Ansicht von dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung nach dem Drehen des zu mes- senden Bauteils um die Längsachse und

Fig. 2c eine perspektivische Ansicht von dem zweiten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Freigeben des Bauteils. Fig. 1 a, 1 b, 1 c und 1d zeigen jeweils eine Vorrichtung 100 zum zerstörungsfreien Messen von Ringen 200.

Die Vorrichtung 100 umfasst einen Messkopf 10. Der Messkopf 10 ist als Ultra- schallprüfkopf ausgebildet und dient zum Erkennen von Materialzuständen in dem Ring 200. Zu Materialzuständen gehören auch Materialfehler, wie beispielsweise Risse, Poren oder Lunker.

Ferner verfügt die Vorrichtung 100 über ein Fahrgestell 20, welches mit Rädern

21 , 22 versehen ist. Das Fahrgestell 20 dient der Bewegung in einer Bewegungs- ebene E. Die Bewegungsebene E wird von einer Längsachse L des Fahrgestells 20 und einer zu der Längsachse L orthogonalen Querachse Q aufgespannt. Or- thogonal zu der Bewegungsebene E erstreckt sich eine Flochachse H. Die Längs- achse L, die Querachse Q und die Hochachse H beziehen sich auf ein Fahrzeug- koordinatensystem, welches in den Figuren nur aus Gründen der besseren Dar- stellung neben der Vorrichtung 100 eingezeichnet ist. Die Längsachse L erstreckt sich dementsprechend in der Richtung der größten Ausdehnung der Vorrichtung 100. Die Querachse Q erstreckt sich orthogonal und quer zu der Längsachse L.

Des Weiteren weist die Vorrichtung 100 eine Steuervorrichtung 25 auf, die als Lenkrad ausgebildet ist. Das Lenkrad dient zum Steuern des Fahrgestells 20 in der Bewegungsebene E.

Ein nicht dargestellter Antrieb, beispielsweise ein batteriebetriebener Elektromotor oder ein Verbrennungsmotor, dient zum Antreiben wenigstens eines der Räder 21 ,

22. Eine ebenfalls nicht dargestellte elektronische Datenverarbeitungseinheit, ins- besondere ein Computer, dient zum Erfassen und Verarbeiten eines Messergeb- nisses. Schließlich umfasst die Vorrichtung einen nicht dargestellten Kreislauf für ein Koppelmedium, insbesondere Wasser oder Öl. Der Kreislauf weist eine Reini- gungsvorrichtung zum Reinigen und zum Fördern des Koppelmediums auf. Das Koppelmedium wird von einem Auffangbehälter 70 aufgefangen, um in den Kreis- lauf zurückgeführt zu werden.

Die Vorrichtung 100 umfasst ferner eine Bauteilaufnahme 30 zum Aufnehmen des zu messenden Rings 200, welcher eine innere Umfangsfläche 201 , eine äußere Umfangsfläche 202, eine erste Stirnfläche 203 und eine zweite Stirnfläche 204 aufweist. Die Bauteilaufnahme 30 umfasst einen zentralen Zapfen 31 und Spann- elemente 32, 33, 34. Zur Aufnahme des Rings 200 wird der Zapfen 31 der Bau- teilaufnahme 30 in den Ring 200 eingeführt, sodass der Zapfen 31 von der inneren Umfangsfläche 201 umschlossen ist. Alternativ dazu kann der Ring 200 auf den Zapfen 31 aufgesetzt werden. Sodann werden die Spannelemente 32, 33, 34 an die innere Umfangsfläche 201 angedrückt, sodass der Ring 200 kraftschlüssig von der Bauteilaufnahme 30 aufgenommen und für den Messvorgang stabil befestigt ist.

Die Vorrichtung 100 weist außerdem eine Hochführung 40, eine erste Positionie- reinheit 50 und eine zweite Positioniereinheit 60 auf. Die Hochführung 40 weist Führungsschienen 41 , 42 auf, ist an dem Fahrgestell 20 befestigt und erstreckt sich in Richtung der Hochachse H. Die erste Positioniereinheit 50 und die zweite Positioniereinheit 60 sind entlang der Hochführung 40 linear verfahrbar angeord- net. Dazu bilden die Führungsschienen 41 , 42 gemeinsam an ihren jeweiligen In- nenseiten, also an ihren der Längsachse L der Vorrichtung 100 zugewandten Sei- ten, eine Innenführung 43 aus. Dieselben Führungsschienen 41 , 42 bilden ge- meinsam an ihren Außenseiten, also an ihren der Längsachse L abgewandten Seiten, eine Außenführung 44 aus. Die erste Positioniereinheit 50 ist mit der In- nenführung 43 formschlüssig im Eingriff, und die zweite Positioniereinheit 60 ist mit der Außenführung 44 formschlüssig im Eingriff, wobei zwischen den Positio- niereinheiten 50, 60 und der Innen- bzw. Außenführung 43, 44 ein Spiel vorhan- den ist. Durch das Spiel wird die lineare Verfahrbarkeit der Positioniereinheiten 50, 60 entlang der Hochführung 40 gewährleistet.

Mittels der ersten Positioniereinheit 50 kann die Bauteilaufnahme 30 in Richtung der Hochachse H und der Querachse Q verfahren werden. Mittels der zweiten Po- sitioniereinheit 60 kann der Messkopf 10 in Richtung der Hochachse H verfahren werden. Zudem weist die zweite Positioniereinheit 60 eine Längsführung 61 auf. Die Längsführung 61 erstreckt sich in Richtung der Längsachse L und ist entlang der Hochführung 40 verfahrbar. Der Messkopf 10 ist über eine Strebe 62 entlang der Längsführung 61 linear verfahrbar angeordnet. Schließlich umfasst die Vorrichtung 100 eine Kabine 80. In der Kabine 80 ist die Steuervorrichtung 25 und eine Bedieneinrichtung 81 zum Bedienen der Bauteil- aufnahme 30, der Positioniereinheiten 50, 60 und des Messkopfs 10 vorgesehen. Die Kabine umfasst ferner zwei Sitze 82, 83 für einen Bediener, der die Steuervor- richtung 25 bzw. die Bedieneinrichtung 81 bedient.

Das in den Fig. 2a, 2b und 2c dargestellte Ausführungsbeispiel der erfindungsge- mäßen Vorrichtung unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 a bis 1d insbesondere durch die Bauteilaufnahme 35, welche nicht zur Auf- nahme eines Rings 200, sondern einer Scheibe 300, die eine Umfangsfläche 301 , eine erste Stirnfläche 302 und eine zweite Stirnfläche 303 aufweist, ausgestaltet ist.

Die Bauteilaufnahme 35 umfasst ein Flalteelement 36. Mit dem Flalteelement 36 kann die Scheibe 300 an einer der Stirnfläche 302, 303 magnetisch gehalten wer- den. Bei anderen Ausführungsformen ist beispielsweise das Halten der Scheibe 300 mittels Unterdrück möglich.

Wie insbesondere eine Zusammenschau von Fig. 2a und 2b zeigt, ist die Bauteil- aufnahme 35 durch die erste Positioniereinheit 50 wenigstens um die Querachse Q schwenkbar oder drehbar. Somit kann die Bauteilaufnahme zum Aufnehmen oder Freigeben der Scheibe 300 um die Querachse Q geschwenkt oder gedreht werden, insbesondere um ca. 90°.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Vorrichtung 100 zunächst zu dem zu messenden Bauteil 200, 300 gefahren. Sodann wird das Bauteil 200, 300 durch die Bauteilaufnahme 30, 35 aufgenommen. Dies geschieht beispielsweise, indem die Vorrichtung 100 zu dem Ring 200 gefahren wird, sodass die Bauteilaufnahme 30 mit dem Zapfen 31 in den Ring 200 eingeführt wird, sodass der Zapfen 31 von der inneren Umfangsfläche 201 umschlossen ist. Alternativ dazu kann der Ring 200 auf den Zapfen 31 aufgesetzt werden. Eine Scheibe 300 kann von der Bau- teilaufnahme 35 aufgenommen werden, indem diese zunächst um die Querachse Q geschwenkt bzw. gedreht wird, bevor die Scheibe 200 magnetisch oder mittels einer Saugkraft aufgenommen wird. Anschließend erfolgt das Ausrichten des Messkopfs 10 in Bezug auf das Bauteil 200, 300 mittels der Positioniereinheiten 50, 60. Dabei liegt der Messkopf 10 nach dem Ausrichten an dem Bauteil 200, 300 an. Sodann erfolgt das zerstörungsfreie Messen des Bauteils 200, 300 mittels des Messkopfs 10. Nach dem Erfassen und Verarbeiten eines Messergebnisses mittels der elektronischen Datenverarbei- tungseinheit wird das Bauteil 200, 300 freigegeben und insbesondere abgelegt.

Die Vorrichtungen 100 gemäß den hier gezeigten Ausführungsbeispielen haben gemein, dass diese zu den zu messenden Bauteilen 200, 300 bewegt wird. Auf diese Weise kann auf umfangreiche infrastrukturelle Maßnahmen verzichtet wer- den. Die Vorrichtungen 100 ermöglichen somit eine zerstörungsfreie Bauteilmes- sung, die eines geringen Aufwands bedarf.

Bezugszeichenliste

Messkopf

70 Auffangbehälter Fahrgestell

Rad 80 Kabine

Rad 81 Bedieneinrichtung Steuervorrichtung 82 Sitz

83 Sitz

Bauteilaufnahme

Zapfen 100 Vorrichtung

Spannelement

Spannelement 200 Ring

Spannelement 201 innere Umfangsfläche Bauteilaufnahme 202 äußere Umfangsfläche Halteelement 203 erste Stirnfläche

204 zweite Stirnfläche Hochführung

Führungsschiene 300 Scheibe

Führungsschiene 301 Umfangsfläche Innenführung 302 erste Stirnfläche Außenführung 303 zweite Stirnfläche erste Positioniereinheit E Bewegungsebene

H Hochachse

zweite Positioniereinheit L Längsachse

Längsführung Q Querachse

Strebe

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum zerstörungsfreien Messen von Bauteilen (200, 300), insbesondere von Ringen (200) und Scheiben (300), umfassend:

wenigstens einen Messkopf (10) zum Erkennen von Materialzustän- den in einem Bauteil (200, 300) oder zum Bestimmen der Geometrie des Bauteils (200, 300), durch den sich ein Messergebnis gewinnen lässt;

ein mit Rädern (21 , 22) versehenes Fahrgestell (20) zum Bewegen des Messkopfs (10) zu dem zu messenden Bauteil (200, 300) in einer Bewe- gungsebene (E), die von einer Längsachse (L) des Fahrgestells (20) und ei- ner zu der Längsachse (L) orthogonalen Querachse (Q) aufgespannt wird; eine Steuervorrichtung (25) zum Steuern des Fahrgestells (20);

einen Antrieb zum Antreiben wenigstens eines der Räder (21 , 22); eine elektronische Datenverarbeitungseinheit zum Erfassen und Ver- arbeiten des Messergebnisses;

eine Bauteilaufnahme (30, 35) zum Aufnehmen des zu messenden Bauteils (200, 300);

wenigstens eine Flochführung (40), die an dem Fahrgestell (20) befes- tigt ist und sich in Richtung einer zu der Bewegungsebene (E) orthogonalen Flochachse (Fl) erstreckt;

eine erste Positioniereinheit (50) zum Ausrichten der Bauteilaufnahme (30, 35) zumindest in Richtung der Flochachse (Fl) und

eine zweite Positioniereinheit (60) zum Ausrichten des Messkopfs (10) zumindest in Richtung der Flochachse (Fl);

wobei die erste Positioniereinheit (50) oder die zweite Positionierein- heit (60) entlang der Flochführung (40) linear verfahrbar angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Positioniereinheit (50) und die zweite Positioniereinheit (60) entlang der Hochführung (40) linear verfahrbar angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hochführung (40) Führungsschienen (41 , 42) aufweist, mit denen die ers- te Positioniereinheit (50) oder die zweite Positioniereinheit (60) im Eingriff sind, wobei vorzugsweise die Führungsschienen (41 , 42) eine Innenführung (43), mit der die erste Positioniereinheit (50) im Eingriff ist, und eine Außen- führung (44), mit der die zweite Positioniereinheit (60) im Eingriff ist, aufwei- sen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich- net, dass die zweite Positioniereinheit (60) eine entlang der Hochführung (40) verfahrbare Längsführung (61 ) umfasst, die sich in Richtung der Längsachse (L) erstreckt, wobei der Messkopf (10) entlang der Längsführung (61 ) linear verfahrbar angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeich- net, dass die Bauteilaufnahme (30, 35) durch die erste Positioniereinheit (50) wenigstens um die Querachse (Q) schwenkbar oder drehbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich- net, dass die Bauteilaufnahme (30, 35) durch die erste Positioniereinheit (50) in Richtung der Querachse (Q) linear verfahrbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich- net, dass die Bauteilaufnahme (30, 35) zur Aufnahme eines Rings (200), der eine innere Umfangsfläche (201 ), eine äußere Umfangsfläche (202), eine erste Stirnfläche (203) und eine zweite Stirnfläche (204) aufweist, ausgebil- det ist, wobei vorzugsweise die Bauteilaufnahme (30, 35) einen Zapfen (31 ) und wenigstens zwei Spannelemente (32, 33, 34) zum kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Einspannen des Rings (200) an der inneren Um- fangsfläche (201 ) umfasst.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeich- net, dass die Bauteilaufnahme (30, 35) zur Aufnahme eines scheibenförmi- gen Bauteils (300), das eine Umfangsfläche (301 ), eine erste Stirnfläche (302) und eine zweite Stirnfläche (303) aufweist, ausgebildet ist, wobei vor- zugsweise die Bauteilaufnahme (30, 35) ein Halteelement (36) umfasst, das ausgebildet ist, das scheibenförmige Bauteil (300) an der ersten Stirnfläche (302) oder an der zweiten Stirnfläche (303) magnetisch oder mittels einer Saugkraft zu halten.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeich- net, dass die Bauteilaufnahme (30, 35) oder der Messkopf (10) auswechsel- bar sind.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich- net, dass der Messkopf (10) zum Erzeugen von Ultraschallwellen ausgebildet ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, gekennzeichnet durch einen Kreislauf für ein Koppelmedium, insbesondere Wasser oder Öl, umfassend eine Reinigungsvorrichtung zum Reinigen und zum Fördern des Koppelmediums.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , gekennzeichnet durch einen Auffang- behälter (70) für das Koppelmedium.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, gekennzeichnet durch eine Kabine (80), die mit der Steuervorrichtung (25) und einer Bedien- einrichtung (81 ) zum Bedienen der Bauteilaufnahme (30, 35), der Positionie- reinheiten (50, 60) und des Messkopfs (10) versehen ist.

14. Verfahren zum zerstörungsfreien Messen eines Bauteils (200, 300) mittels einer Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, umfas- send die folgenden Schritte: a) Bewegen der Vorrichtung (100) zu dem zu messenden Bauteil (200, 300) mittels des Fahrgestells (20);

b) Aufnehmen des Bauteils (200, 300) durch die Bauteilaufnahme (30, 35);

c) Ausrichten des Messkopfs (10) in Bezug auf das Bauteil (200, 300) mittels der ersten Positioniereinheit (50) oder der zweiten Positionie- reinheit (60);

d) zerstörungsfreies Messen des Bauteils (200, 300) mittels des Mess- kopfs (10);

e) Erfassen und Verarbeiten des Messergebnisses mittels der elektroni- schen Datenverarbeitungseinheit und

f) Freigeben des Bauteils (200, 300).

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das

Messen des Bauteils (200, 300) mittels Ultraschall durchgeführt wird.