DE1795450U

DE1795450U - ULTRASONIC TESTING DEVICE FOR THE INSPECTION OF THE AXLE SHAFT OF RAIL VEHICLE WHEELS IN ACCORDANCE WITH THE PULSE-TIME PROCEDURE.

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Publication number: DE1795450U
Application number: DED18359U
Authority: DE
Original assignee: BUNDESBAHN BUNDESBAHN ZETRALAM
Current assignee: BUNDESBAHN BUNDESBAHN ZETRALAM
Priority date: 1959-05-27
Filing date: 1959-05-27
Publication date: 1959-09-10

Description

Ultraschallprlifvorrichtung zur selbsttätigen Unter-- Buchung der Achswellen von Schienenfahrzeugradsätzen nach dem Impuls-Laufzeitverfahren. Ultrasonic testing device for automatic booking of the Axle shafts of rail vehicle wheel sets based on the impulse transit time method.

Die Achswellen der Radsätze von Schienenfahrzeugen werden in den Ausbesserungswerken auf Queranrisse in den Nabensitzen und Achsschenkel mittels Ultraschall untersucht.The axle shafts of the wheel sets of rail vehicles are in the repair shops examined for transverse cracks in the hub seats and steering knuckles using ultrasound.

Diese Prüfung wird folgendermaßen durchgeführt : Ein hierzu ausgebildeter Prüfen tastet mit einem Winkelpriifkopf die Achsschenkel und die Randstellen der Nabensitze längs des ganzen Umfanges ab und beobachtet gleichzeitig den Bildschirm eines Ultraschall-Impulsgerätes, an das der Prüfkopf angeschlossen ist.This test is carried out as follows: A person trained to do this The test probes the steering knuckle and the edge points of the with an angle test head Hub seats along the entire circumference and at the same time observes the screen an ultrasonic pulse device to which the test head is connected.

Hat die Achse einen Querriß, so wird er als sogenanntes Fehlerecho auf dem Bildschirm angezeigt. Dieses Verfahren ist für den Prüfer nicht nur körperlich, sondern auch geistig anstregend, insbesondere weil die Prüfung einer Achse längere Zeit in Anspruch nimmt. Es wurde deshalb eine Vorrichtung entwickelt, die den Prüfvorgang weitgehend automatisiert, ihn in möglichst kurzer Zeit ablaufen läßt und Fehldeutungen seitens des Prüfers weitgehend ausschließt. Vorliegende neuerung ist eine Prüfvorrichtung, mit der bei Achswellen die Achs-und Notlaufschenkel, sowie die Nabensitze auf Queranrisse und die zwischen den Rädern liegenden, den Nabensitzen benachbarten Gebiete der Achswelle auf innere Fehlstellen in kürzester Zeit selbsttätig untersucht werden können, wobei die oben angegebenen Fehler im Prüfling optisch oder akustisch angezeigt und ggf registriert bzw auf der Achse markiert werden. Die optische Anzeige bleibt bis zur Beendung des ganzen Prüfvorganges bestehen, und wird dann vom Prüfer durch Knopfdruck gelöscht. Im Falle einer Fehleranzeige ist eine gesonderte, von Hand durchzuführende Nachprüfung der betreffenden Stelle mit den gleichen Prüfköpfen, wie sie bei der selbsttätigen Prüfung verwendet wurden, möglich, wodurch die genaue Lage des Fehlers im Prüfling bestimmt werden kann.If the axis has a transverse crack, it is a so-called error echo displayed on the screen. This procedure is not just physical for the examiner, but also mentally demanding, especially because the examination of an axis is longer Takes time. It was therefore developed a device that the test largely automated, it can run in the shortest possible time and misinterpretations largely excludes on the part of the auditor. The present innovation is a test device, with the axle shafts, the axle and emergency legs, as well as the hub seats for transverse cracks and the areas between the wheels and adjacent to the hub seats Axle shaft can be automatically examined for internal defects in the shortest possible time can, whereby the errors specified above are displayed optically or acoustically in the test item and if necessary registered or marked on the axis. The visual display remains exist until the end of the entire test process, and is then carried out by the tester Push of a button turned off. In the event of an error notification, a separate, manual inspection of the relevant body with the same probes, as they were used in the automatic test, possible, making the exact Location of the fault in the test item can be determined.

Ein AusfUhrungsbeispiel der 2prüfvorrichtung ist in den Abbildungen 1, 2, 3 und 4 dargestellt und'nachstehend erläutert.An exemplary embodiment of the test device is shown in the figures 1, 2, 3 and 4 and explained below.

Die Abbildungen 1, 2 und'zeigen die Vorrichtung im Auf-, Grund-und Seitenriß. Die Abbildung 4 zeigt die Schalttafel des Schaltpultes mit den beschilderten Bedienungsorganen und der Schreibplatte.The figures 1, 2 and 'show the device in the up, ground and Side crack. Figure 4 shows the control panel of the control panel with the labeled Controls and the writing surface.

Die Prüfvorrichtun wird von einem Prüfer vom Schaltpult 1 aus bedient. Wenn der in die Vorrichtung eingerollte Radsatz über dem Hubwerk 2 steht, schaltet der Prüfer mit dem entsprechenden Schalter 3 am Schaltpult eine Druckluft-Magnetventilkombination, die aus zwei gegenläufig geschalteten Druckluftmagnetventilen und einem Drosselventil besteht, ein. Dem Hubzylinder strömt ungedrosselt Druckluft zu. Gleichzeitig strömt über das Drosselventil dem Zylinder 4 Druckluft zu, wodurch folgende Funktionen ausgelöst werden: dEr Radsatz wird angehoben und gegen die Prüfköpfe 5, 6, 7, 8 gedrückt. Ist er in dieser Stellung angelangt, drückt der Kolben des Zylinders 4 den in einer Parallelogrammführung aufgehängten, polumschaltbaren Antriebsmotor 9 mit seiner Antriebsrolle 10 gegen die äußere Seitenflanke des Radreifens und setzt den Radsatz in Umdrehung. Die Andruckrollen 11 verhindern ein Ausweichen des Radsatzes in achsialer Richtung.The test device is operated by a tester from the control panel 1. When the wheel set rolled into the device is above the hoist 2, it switches the inspector uses the corresponding switch 3 on the control panel to set up a compressed air / solenoid valve combination, that consists of two compressed air solenoid valves switched in opposite directions and a throttle valve exists, a. Unthrottled compressed air flows to the lifting cylinder. Simultaneously flows Compressed air is supplied to cylinder 4 via the throttle valve, which performs the following functions triggered: the wheelset is raised and against the test heads 5, 6, 7, 8 pressed. Once it has reached this position, the piston of cylinder 4 pushes the pole-changing drive motor suspended in a parallelogram guide 9 with its drive roller 10 against the outer side flank of the wheel tire and sets the wheelset in rotation. The pressure rollers 11 prevent the wheelset from evading in the axial direction.

Die Drehzahl des Antriebsmotors kann vom Schaltpult au. Je nach Art der Prüfung so verändert werden, daß sich der Radsatz bei der selbsttätigen Prüfung schnell, bei der Prüfung von Hand je- doch langsam dreht. The speed of the drive motor can be controlled from the control panel. Depending on the type of test, they can be changed so that the wheelset moves quickly during the automatic test and every but turns slowly.

Mit dem Einschalten der Magnetventilkombination für die Hubvorrichtung werden gleichzeitig zwei weitere Magnetventile, die in der Umlaufleitung des Koppelmediums liegen, eingeschaltet. Das Koppelmedium wird von der Pumpe 12 aus dem Vorratsbehalter 13 zu den an jedem Prüfkopf geeignet angeordneten Düsen gepumpt, fließt über die abzutastenden Stellen der Achse in die Auffangschale 14, 15, 16, 17 ab und von dort aus wieder dem Vorratsbehälter zu.When the solenoid valve combination for the lifting device is switched on at the same time two further solenoid valves are installed in the circulation line of the coupling medium lying, turned on. The coupling medium is taken from the reservoir by the pump 12 13 is pumped to the nozzles suitably arranged on each test head, flows over the points of the axis to be scanned into the collecting tray 14, 15, 16, 17 and from there from back to the storage container.

Durch das. Anheben des Radsatzes wird die Achuwelle gegen die in --den Prüfkopfgehäusen kardanisch gelagerte@ Ultraschallprüfköpfe sowie an die bbnkrechtstrahler 19 und 20 gedrückt. Die Prüfköpfe liegen während des ganzen Prüfvorganges auf der Achswelle auf. Damit Achswellen mit verschiedenen Durchmessern untersucht werden können, müssen die Prüfkopf vor der Prüfung in den geeigneten axialen, durch den Einstrahlwinkel bestimmten Abstand von den zu prüfenden Stellen der Achse gebracht werden. Hierzu sind die Prüfkopfgehäuse an horizontal schwenkbaren Parallelogrammführungen 21, 22, 23, 24 mit Kardangelenken aufgehängt wie die Abb. 2 und 3 zeigen. An jedem Prlifkopfgehäuse befindet sich ein umlegbarer Griff (25). Steht der Griff nach oben, wie es bei der selbsttätigen Prüfung der Fall ist, greift eine hinten am Griff befindliche Reste in eine Nut der Nutenleiste 26 und wird in dieser Stellung, seitlich unverrückbar festgehalten. Je nachdem wie dick die Achsen sind, kann der Griff in eine der fünf Nuten, die von 1-5 numeriert sind, eingerastet werden. Zur Feststellung, welche Nute maßgebend ist, dient eine Tabelle. Die selbsttätige Prüfung der Achswelle läut so ab, da. j von einem, hinter der Anzeigetafel 27 sitzenden Nockenschaltwerk gesteuert, nacheinander die Prüfköpfe 5,6,7,8 elektrisch mit des Eingang eines Ultraschall-Impulagerätes 28 verbunden werden. Auf der An- zeigetafel sind Kontrollampen um ein schematisches Bild der Achs- welle, den Pr : kollen entsprechend, gruppiert und dienen zur Orientierungdes Flufers, .'.'elche Auhs/.'ellenstelle gerade geprüft wird. Im einzelnen ist der Vorgang folgender : Durch die Betätigung eines Druckknopfes 29 auf dem Schaltpult wird ein Stromkreis geschlossen. Ein kleiner Synchrongetriebemotor, der mit der Achse des ockenschaltwerkes verbunden ist, erhält dadurch Spannung und läuft an. Unmittelbar danach schließt ein Nocken des Nockenschaltwerkes einen Kontakt, der parallel zu dem Druckknopfkontakt liegt. Der Synchrongetriebemotor läuft nun solange weiter, auch wenn der Druckknopf nicht mehr gedrückt wird, bis sich die Achse des Nockenschaltwerkes einemal gedreht hat. Dann gibt der Schaltnucken den Kontakt wieder frei und der Synchronmotor bleibt stehen. Dem Synchronmotor ist eine auf dem Schaltpult angebrachte Glimmlampe ; parallel geschaltet. Während des Prüfvorganges glimmt sie nicht. Ist dieser beendet und der Synchronmotor steht still, so leuchtet sie auf und zeigt an, daß die Prüfung zu Ende ist. während dieser einen Umdrehung schließen und öffnen nacheinander in bestimmten Zeitabständen weitere acht brocken, die mit dem Schaltnocken auf der gleichen Welle sitzen, die ihnen zugeordneten Kontakte. Jeder Prüfkopfkombination ist einer dieser Nocken zugeordnet. Schließt ein Nocken seinen Kontakt, so wird ein Relaisstromkreis geschlossen und ein Relais mit drei Arbeitskontakten zieht an. Über den einen Arbeitskontakt wird die zugeordnete Prüfkopfkombination elektrisch mit dem Eingang des US-Impulsgerätes verbunden. Der andere Arbeitskontakt schaltet über ein Relais, je nachdem ob eine Schrägstrahlerkombination oder ein Senkrechtstrahler eingeschaltet ist, den in bekannter reise nach dem Koinzidenzprinzip arbeitenden Signalzusatz für die Schrägenstrahlung'51 oder für die Senkreohteinstrahlung 32 mit dem Ultra- schall-Impulsgerät zusammen. Hierdurch wird bewirkt, daß bei Auf- treten eines Echos in einem genau festlegbaren Laufzeitbereich ein im Signalzusatz befindliches Relais betätigt wird. Der dritte Arbeitskontakt liegt mit einem Arbeitskontakt dieses, im Augenblick einer Echoanzeige eingeschalteten, Signalzusatz-Relais in Reihe. Sind beide Kontakte in Arbeitsstellung, was bei Vorhandensein eines risses in der Achse der Fall ist, so wird ein weiterer Relaisstromkreis geschlossen, wobei das dadurch betätigte Relais einmal eine rote Lampe aufleuchten läßt und zum anderenmal sich selbst solange hält, bis dieser Selbsthaltestromkreis vom Prüfer mittels einer Taste unterbrochen wird. Eine Teilprüfung der Achswelle durch eine PrUfkopfkombination ist dann beendet, wenn die zugehörige grüne Lampe auf der Anzeigetafel erlischt, die Prüfung der ganzen Achse jedoch erst, wenn die letzte grüne Lampe erloschen ist und die rote Lampe des Druckknopfes"Prüfen" auf dem Schaltpult aufleuchtet.By lifting the wheel set, the axle shaft is pressed against the gimbal-mounted ultrasonic probes in the probe housings and against the vertical radiators 19 and 20. The test heads rest on the axle shaft during the entire test process. So that axle shafts with different diameters can be examined, the test heads must be brought into the appropriate axial distance, determined by the angle of incidence, from the points of the axle to be tested before the test. For this purpose, the test head housings are suspended from horizontally pivotable parallelogram guides 21, 22, 23, 24 with universal joints, as shown in FIGS. 2 and 3. There is a reversible handle (25) on each probe head housing. If the handle is upwards, as is the case with the automatic test, a residue located at the rear of the handle engages in a groove in the grooved strip 26 and is held in this position, laterally immovable. Depending on how thick the axles are, the handle can be locked into one of the five grooves numbered 1-5. A table is used to determine which slot is decisive. The automatic test of the axle shaft sounds like that, there. j from one, Controlled cam switch mechanism sitting behind the display panel 27, one after the other the probes 5,6,7,8 are electrically connected to the input of an ultrasonic pulse device 28. On the indicator lights are indicator lamps around a schematic picture of the axle wave, the pr: kollen accordingly, grouped and used for Orientation of the river bank,. '.' Elche Auhs /. 'Ellenstelle just checked will. In detail, the process is as follows: By pressing a push button 29 on the control panel, a circuit is closed. A small synchronous geared motor, which is connected to the axis of the ock gear, receives voltage and starts up. Immediately thereafter, a cam of the cam switch mechanism closes a contact that is parallel to the push-button contact. The synchronous geared motor continues to run, even if the pushbutton is no longer pressed, until the axis of the cam switch mechanism has rotated once. Then the switching cam releases the contact again and the synchronous motor stops. The synchronous motor has a glow lamp attached to the control panel; connected in parallel. It does not glow during the test process. When this is finished and the synchronous motor is at a standstill, it lights up and indicates that the test is over. During this one rotation, eight more chunks, which sit with the switching cams on the same shaft, close and open the contacts assigned to them one after the other at certain time intervals. One of these cams is assigned to each probe combination. If a cam closes its contact, a relay circuit is closed and a relay with three normally open contacts picks up. The assigned test head combination is electrically connected to the input of the US pulse device via the one working contact. The other working contact switches via a relay, depending on whether an oblique radiator combination or a vertical radiator is switched on, the additional signal for the inclined radiation'51 or for the vertical radiation 32 with the ultra- sound pulse device together. This has the effect that when occur in an echo in a precisely definable transit time range a relay located in the additional signal is actuated. The third working contact is in series with a working contact of this additional signal relay which is switched on at the moment of an echo display. If both contacts are in the working position, which is the case in the presence of a crack in the axle, another relay circuit is closed, whereby the relay actuated once lights up a red lamp and on the other hand holds itself until this self-holding circuit is activated by the tester interrupted by a key. A partial test of the axle shaft by a test head combination is finished when the corresponding green lamp on the display panel goes out, but the test of the entire axle only when the last green lamp has gone out and the red lamp of the "Test" button on the control panel lights up.

Außer zur selbsttätigen Prüfung kann jeder Prüfkopf einzeln als Handprüfkopf benutzt werden. Ein an jedem Prüfkopfgehäuse angebrachter einpoliger Umschalter 33 lost dieselben Vorgänge aus wie der zu dem Prüfkopf gehörende Schaltnocken im Nockenschaltwerk.In addition to automatic testing, each probe can be used individually as a hand probe to be used. A single pole changeover switch attached to each probe housing 33 triggers the same processes as the switching cam belonging to the test head in Cam switch.

Zur Handprüfung wird dieser Schalter umgelegt und der Griff 25 nach vorne umgeklappt. Durch die Parallelogrammführung der Prüfkopfeehduse sind die Prüfköpfe axial von Hand verschiebbar und ermöglichen so bei der Handprüfung die genaue Festlegung der L'ehlerlage in axialer Richtung. f Die Pr ; ifkopfempfindlichkeiten können mittels regelbarer Vorschalt- widerstände 34 untereinander abgeglichen werden. For manual testing, this switch is thrown and the handle 25 folded forward. Due to the parallelogram guidance of the test head nozzle, the test heads can be moved axially by hand and thus enable the precise definition of the fault position in the axial direction during manual testing. f The pr; ifhead sensitivities can be adjusted by means of adjustable ballast resistors 34 are balanced with one another.

Bei der Prüfung der Achswellen von Radsätzen mit aufgesattelten Rollenlagern können die äußeren Prüfköpfe 5 und 8 durch Betätigen des Pultßchalters 35, Uber ein Druckluft-Dreiwegventil mittels der Kolben 36 und 37 in die Lage 5' und 8' gehoben werden. Die kardanisch gelagerten Senkrechtstrahlprü köpfe, die in gleicher Weise wie die Schrägstrahl-Prüfköpfe von dem Nockenschaltwerk gesteuert werden, prüfen die Achswellen auf innere Fehlstellen bzw darauf, ob es sich um eine Voll-oder Hohlachse handelt. Schutzansprüche 1. Ultraschallpri'vorrichtung zur selbsttätigen Untersuchung der chsellen von chienenfnhrzeugradsätzen nach dem Impuls-Lauf- zeitverfuhren dadurch gekennzeichnet, da8 auf der sich drehen- den Achswelle, geeignet bewegliche, automatisch mit Kpppungs- flüssigkeit beaufschlagte chrägstrahlprüfköpfe (5, 6, 7, 8), in einer der zu prüfenden Stellen der Achse entsprechenden Anzahl, der Achse aufliegen und von einem Schaltwerk gesteuert, zeitlich nacheinander dem Ultraschallgerät zu- und abgeschaltet werden, wobei auf einer im Blickfeld des Prüfen angeordneten Kontrolltafel (27), jeweils die, dem gerade in Tätigkeit befindlichen Prüfkopf zugeordnete, die Tätigkeit des Prüfkopfes anzeigende Lampe von eine dafür bestiNten I'arbe (z D grün) aufleuchtet und beim Auftreten eines Fehlerechos, mittels eines in bekannter Weisenach dem Koinzidenzprinzip arbeitenden Signalzusatzes, über Magnetrelais die jeweiligen Stromkreise von ebenfalls auf der Kontrolltafel (27) befindlichen, denWhen testing the axle shafts of wheel sets with semi-mounted roller bearings, the outer test heads 5 and 8 can be lifted into position 5 'and 8' by actuating the desk switch 35 via a compressed air three-way valve using the pistons 36 and 37. The gimbal-mounted vertical beam probes, which are controlled by the cam switch mechanism in the same way as the oblique beam probes, check the axle shafts for internal defects or whether it is a solid or a hollow axle. Protection claims 1. Ultrasonic testing device for automatic examination of the connection of rail vehicle wheel sets according to the impulse running time procedures characterized by the fact that on the rotating the axle shaft, suitably movable, automatically with coupling liquid-acted oblique jet probes (5, 6, 7, 8), in one of the points to be checked on the axis, the axis rest and controlled by a switching mechanism, the ultrasound device is switched on and off one after the other, with the one currently in operation on a control panel (27) arranged in the field of view of the checking Test head assigned, the activity of the test head Indicating lamp of a specific color (e.g. green) lights up and when an error echo occurs, by means of a signal addition working in a known manner according to the coincidence principle, the respective circuits of the also located on the control panel (27) via magnetic relays

Claims

differently colored (e.g. red) assigned to individual test probes,

Control lamps are closed that light up above or below the wheel set diagram shown on the control panel (27). 2. Ultrasonic testing device according to claim 1, characterized in that for examining the axle parts lying between the wheels next to the hat seats for internal defects, additional gimbal-mounted vertical radiation test heads are arranged, which travel in the same way as the oblique beam C> cl- test heads are automatically switched on and off and likewise Mark any echoes that occur on the control panel. t 3. Ultrasound testing device according to anchors 1 and 2 there- denotes that the probes with their associated heru Keeloran individually in, by hand using the patallelogram guide gimbals in horizontally displaceable housings are, each priii'kopf for me by its own, for the a: idpr ". fun the switch replacing the switching cam on the UlLröchallert and the inal additive can be connected / grounded.

1.2 µmi 3 4.Ultraseh & tllprUf rrichtun according to claims 1, 2 and 3 characterized in that in the circuits of the echoing control lamps, additional equipment services ge-switched ind, which are known in z. B. either

display the error echoes acoustically or mark the defects on the axle shaft by applying paint and / or record the position and number of the defects using known recording devices.

5. Ultrasonic spray device according to claims 1 to 4 thereby characterized in that the test heads (5, 8) for examining the steering knuckle, for example can be raised by means of compressed air or in any other suitable manner.