DE2915899C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Auffinden von Fehlern, insbesondere von Rissen, in Körpern, die eine Vielzahl von diese Körper durchsetzenden, zueinander parallel verlaufenden Kanälen aufweisen - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auffinden von Fehlern, insbesondere von Rissen, in Körpern, die eine Vielzahl von sie durchsetzenden, zueinander parallel verlaufenden Kanälen aufweisen, wobei die Oberflächen der Körper in axialer Richtung der Kanäle beleuchtet und Bilder dieser Körper projiziert werden.

Diese Körper werden häufig als Akkumulatoren in Wärmeaustauschern von Boilern oder als Katalysatorträger für die Abgasentgiftung von Maschinen verwendet

Es kann leicht geschehen, daß bei der Herstellung von Körpern aus keramischem oder ähnlichem Material, die eine Vielzahl sie durchziehender paralleler Kanäle aufweisen, diese Kanäle zum Teil zugesetzt sind, was auf an den Trennwänden der Kanäle im Formvorgang haftengebliebene Formmasserückstände zurückzuführen ist, oder es kann passieren, daß die die einzelnen Kanäle abtrennenden Trennwände aufgrund unterschiedlicher Kontraktion beim Trocknen oder im Brennprozeß nach dem Formvorgang Risse erhalten. Körper, die eine größere Anzahl zugesetzter Kanäle oder durch Risse beschädigte Wände aufweisen, stellen Ausschuß dar und sollten bei einem Überprüfungsvorgang nach dem Brennen ausgeschieden werden, da sie als fehlerhaft zu bezeichnen sind und verschlecherte Eigenschaften und mindere Dauerhaftigkeit besitzen. Da diese Kanäle aber sehr eng sind und die sie eingrenzenden Wände sehr dünn, ist es schwierig, durch Überprüfung mit dem Auge Verstopfungen oder Risse im Mittelbereich der relativ langen Kanäle und Wände festzustellen; nur näher den Enden der Kanäle gelegene Risse bzw. Verstopfungen lassen sich so ermitteln. Die Untersuchung mit dem Auge ist überhaupt unzuverlässig und stellt eine hohe Beanspruchung für die Augen der Prüfer dar. Es ist deshalb äußerst wichtig, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Untersuchung der Körperwände auf Risse und der Kanäle auf Verstopfungen zu schaffen, die leicht durchführbar und zuverlässig sind.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auffinden von Fehlern, insbesondere von Rissen, in Körpern zu schaffen, die eine Vielzahl von diese Körper durchsetzenden, zueinander parallel verlaufenden Kanälen aufweisen, die leicht durchfürbar und zuverlässig sind und bei dem die Augen von Prüfpersonen nicht ermüden.

Ein derartiges Verfahren besteht darin, daß die auf den Körper aufgestrahlten Lichtstrahlen ein Bild auf einen gegenüber der anderen Endfläche des Körpers angeordneten Schirm projizieren, aus dem neben verstopften Kanälen Risse in den zwischen den Kanälen liegenden Wandungen dadurch ermittelbar sind, daß durch die Risse in Nachbarkanäle reflektiertes und im Projektorbild erscheinendes Licht ausgewertet wird.

Eine Vorrichtung für einen derartigen Inspektionsvorgang weist eine Transportvorrichtung auf, die schrittweise angetrieben wird und die Körper mit einem gewünschten Abstand zueinander trägt, ferner einen Projektor, der Lichtstrahlen auf eine Endfläche der keramischen Körper, die sich auf der Fördereinrichtung befinden, strahlt, und einen Schirm, der der gegenüberliegenden Endfläche des Körpers vorgesetzt wird. Diese Vorrichtung ist vorzugsweise mit einer Kamera ausgestattet, welche die auf den Schierm projizierten Bilder auf einen Detektor überträgt, um mit diesem defekte Körper herauszufinden.

Die Verwendung eines Projektionsbildes zur Überbrückung des einwandfreien Zustands von Bauteilen ist

an sich aus der DE-OS 25 08 992 bekannt, dient jedoch in der bekannten Anordnung lediglich zur Überbrükkung der Größe und Anzahl von öffnungen in einem Prüfling unter Bezug auf ein Vergleichsmuster, beispielsweise bei mit öffnungen versehenen elektronisehen Schaltungsplatten.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nun anhand eines in der Zeichnung näher dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Grundriß einer Vorrichtung gemäß der Erfindung;

F i g. 2 eine Teilausicht der in der Vorrichtung der F i g. 1 verwendeten Fördereinrichtung mit gestrichelt angedeuteten, daraufliegenden Keramikkörpern;

Fig.3 ein Projektionsbild eines einwandfreien Keramikkörpers ohne verstopfte Kanäle oder Zwischenwandbrüche;

Fig.4 ein ähnliches Projektionsbild wie Fig.3 jedoch mit einigen verstopften Kanälen und einigen Wandbrüchen;

F i g. 5 eine SchnittdarsteHung durch einen Keramikkörper in vergrößertem Maßstab zur Erläuterung der Gründe, weshalb von außen nicht sichtbare Bruchstellen in den Trennwänden als helle Bereiche des projizierten Bildes erscheinen.

F i g. 1 zeigt die Vorrichtung, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird und die eine Transport- oder Fördereinrichtung 1 aufweist, die schrittweise voranrückt und eine Anzahl von Körpern tO trägt, die beispielsweise aus Keramik bestehen und eine Vielzahl sie durchziehender paralleler Kanäle aufweisen. Diese Körper sind mit einem bestimmten Abstand auf die Fördereinrichtung 1 aufgelegt. Die Fördereinrichtung 1 besteht aus einer endlosen Kette la, die um an den Enden angeordnete Kettenräder herumgeführt ist und durch eine (nicht gezeigte) Antriebsquelle schrittweise angetrieben wird. Mit der Kette sind Tragplatten mit dem gewünschten Schrittabstand verbunden, auf denen sich Tragelemente li» in Gestalt kurzer, aufrechtstehender Säulen befinden, die auf der Oberfläche der Tragplatten Ic befestigt sind, so daß die zu unterstützenden Keramikkörper 10 daraufgelegt werden können. Oberhalb der Fördereinrichtung 1 befindet sich ein Projektor 2, von dem Lichtstrahlen auf die jeweilig ihm gegenüberstehenden Endflächen der Keramikkörper 10 gestrahlt werden, wenn diese bei dem Schritttransport vor ihm angehalten werden. Der Projektor 2 ist mit zwei Projektionslampen 2d ausgestattet, die z. B. Fotolampen sein können. In einem Gehäuse, das mit einer zylindrischen Projektionsöffnung 2b ausgestattet ist, befindet sich außerdem ein Belüfter 2e, und die öffnung des Projektionsiylinders ist mit einer Lichtdiffusorplatte 2a, wie efva einer Mattglasscheibe, die bei angehaltener Fördereinrichtung einer Kante einer Tragplatte Ic gegenüber steht. Die Lampen 2c/sind über einen Spannungsregler 2/an eine Energiequelle angeschlossen, so daß· über die Einstellung der ihnen zugeführten Spannung nach Maßgabe von Form und Größe der zu untersuchenden Körper ein klares Bild eingestellt werden kann. Ein Schirm 3 steht in bezug auf die Keramikkörper 10 dem Projektor 2 gegenüber. Der Schirm 3 enthält ebenfalls eine Mattglasscheibe 3a, die die Vorderöffnung eines Gehäuses 5a überdeckt, in dem sich eine später noch zu beschreibende Kamera 5 befindet. Ein Maskiermaterial 3c aus Pappe mit einer öffnung 3i> entsprechend der Gestalt der Endfläche des Keramikkörpers 10 ist auf die Oberfläche der Mattglasscheibe 3a auf deren dem Keramikkörper 10 abgewandter Seite befestigt Von den Lampen 2d ausgestrahlte Lichtstrahlen werden von der Lichtdiffusorplatte 2a gleichmäßig gemacht und verlaufen durch die Vielzahl paralleler Kanäle im Keramikkörper, so daß dieser einschließlich der Kanäle auf den Teil des Mattglasschirms klar aufprojiziert wird, der nicht vom Maskiermaterial 3c abgedeckt ist

Ein Detektor 4 dient zur Erkennung von Rissen in den Zwischenwänden der Kanäle oder von Verstopfungsstellen aufgrund einer Beurteilung der Helligkeit oder der Dunkelheit der Bereiche der auf den Schirm 3 aufprojizierten Bilder. Der Detektor 4 ist bei dem Ausführungsbeispiel ein Fernsehempfänger, der es leicht macht, das von einer Fernsehkamera, die mit ihrem Objektiv nahe dem Schirm 3 im Gehäuse 5a untergebracht ist übertragene Bild zu beobachten. Oberhalb der Fördereinrichtung 1 sind Positionierungsführelemente id angebracht die dazu beitragen, die Keramikkörper 10 genau auf den Tragelementen Xb anzuordnen.

Die zu überprüfenden Keramikkörper 10 haben beispielsweise die Gestalt von Säulenstücken von 125 mm Länge und elliptischem Querschnitt, dessen Hauptachse 170 mm und dessen kleinere Achse 80 mm betragen und die gleichmäßig mit einer Vielzahl von parallelen Kanälen ausgestattet sind, die sich in der Länge von 125 mm mit einem Querschnitt von 1,2 mal 1,2 mm durch die Körper von einer Endwand zur anderen ziehen und durch Trennwände mit einer Dicke von 0,3 mm voneinander getrennt sind. Diese Keramikkörper befinden sich auf den Tragplatten Ic, die schrittweise so vorangefördert werden, daß sie die Körper jeweils zwischen dem Projektor 2 und dem Schirm 3 in Stellung bringen. Während der Stillstandsphase strahlt der Projektor 2 Lichtstrahlen auf eine Endfläche des Keramikkörpers in axialer Richtung der parallelen Kanäle, so daß die Lichtstrahlen durch die Kanäle hindurchtreten und auf dem Schirm 3 ein Bild von der Stirnflächengestalt des Körpers erzeugen.

Mit anderen Worten, die von den Projektionslampen 2d ausgehenden Lichtstrahlen sind im wesentlichen gleichmäßig und parallel, wenn sie durch die Lichtdiffusorplatte 2e hindurchgetreten sind, die vor der Projektionsöffnung 2b des Gehäuses 2c angeordnet ist. Die gleichförmigen Lichtstrahlen werden auf ein Ende des Keramikkörpers 10 aufgestrahlt und erzeugen auf dem Schirm 3 punktförmige helle Bilder A in Gestalt der den Keramikkörper durchziehenden Kanäle. Die Kanalwände zeichnen sich auf dem Schirm 3 als dunkles Gittermuster ßab.

Wenn keiner der Kanäle verstopft ist und sich in den Trennwänden kein Riß befindet, erhält man ein projiziertes Bild des Keramikkörpers 10 wie es die F i g. 3 zeigt Bei Verstopfung eines Kanals können gewisse Lichtstrahlen nicht hindurchtreten, so daß dort eine stärkere Lichtdämpfung erfolgt, wie be; Cin F i g. 4 angedeutet. Diese dunklen Punkte Csind dunkler als das Gitter ßder Trennwände im Bereich des einwandfreien Keramikkörpers. Wenn die Trennwände Risse aufweisen, stellen sich linienförmige helle Bildbereiche D gem. F i g. 4 ein. Man kann sich dies so erklären, daß Lichtstrahlen, die durch zwei Kanäle 14, 15 zwischen den Trennwänden 11, 12, 13 hindurchtreten, in die jeweils benachbarten Kanäle 15 bzw. 14 dort übergehen, wo sich in der Trennwand 12 ein Riß befindet, und dann u den Trennwänden 11 und 13 reflektiert werden.

Derart reflektierte Strahlen erhellen die Bereiche des Schirms, die der Trennwand 12, in der sich der Riß 16 befindet, unmittelbar gegenüberliegen, so daß der der Trennwand 12 eigentlich zugeordnete dunkle Bildbereich hell wird, wie dies bei D in F i g. 5 gezeigt ist. Auf diese Weise können klar projizierte Bilder mit hellen und dunklen Bildbereichen auf der Oberfläche der Mattglasscheibe 3a des Schirms 3 auf dem eine Maske 3c unerwünschte helle Lichtstrahlen abschirmt, von der Fernsehkamera 5 erfaßt werden, die im Gehäuse 5a angebracht ist, und an den Detektor 4 weitergeleitet werden, in welchem die Bilder dann in einer gewünschten Vergrößerung auf der Bildröhre des Fernsehempfängers sichtbar gemacht werden. Eine Prüfperson beobachtet die so vergrößerten Bilder auf dem Fernsehempfänger und ermittelt auf diese Weise aufgrund der vorhandenen hellen und dunklen Flecken im Bild evtl. vorhandene Ausschußkörper. Im Vergleich zur direkten Überprüfung mit den Augen läßt sich auf dem Fernsehempfänger die Beurteilung aufgrund des vergrößerten Bildes leichter vornehmen, und es können auch in der Mitte der Kanäle vorhandene Verstopfungen oder Wandrisse genauso leicht festgestellt werden, wie Verstopfungen und Risse nahe den Endflächen, so daß eine exakte Überprüfung aller Kanäle stattfindet, ohne daß die Augen der Prüfperson ermüden.

Bei dem beschriebenen Beispiel wurden als Lichtquellen Fotolampen verwendet. Es lassen sich auch andere Lichtquellen für den Zweck einsetzen, solange sie im wesentlichen parallele und praktisch gleichmäßig helle Lichtstrahlen aussenden. So lassen sich Laserstrahlen, die besonders gute Strahleigenschaften besitzen, einsetzen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel werden die auf den Schirm 3 projizierten Bilder auf einen Fernsehempfänger des Detektors 4 übertragen, um auf

ίο dem Bildschirm einer Braun'schen Röhre ein vergrößertes Bild zu erhalten, das dann von einer Prüfperson beobachtet wird. Es ist aber auch möglich, in Abwandlung hierzu den Detektor 4 so zu bauen, daß, wenn auf dem Schirm 3 Projektionsbilder auftreten, die aufgrund von Verstopfungen oder Rissen dunkler oder heller sind als ein vorgegebener Wert, sie Signale auslösen, wodurch die Fördereinrichtung angehalten oder eine Auswurfvorrichtung bedient wird. So läßt sich eine computergesteuerte Detektoranlage aufgrund der auf den Schirm 3 projizierten Bilder einsetzen.

Nach Beendigung der Überprüfung eines Körpers rückt die Fördereinrichtung 1 weiter, bis die nächste Tragplatte Ic zwischen Projektor 2 und Schirm 3 gelangt ist, wo sie wieder angehalten wird, um die

nächste Überprüfung vorzunehmen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (11)

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Auffinden von Fehlern insbesondere von Rissen, in Körpern, die eine Vielzahl von sie durchsetzenden, zueinander parallel verlaufenden Kanälen aufweisen, wobei die Oberflächen der Körper in axialer Richtung der Kanäle beleuchtet und Bilder dieser Körper projiziert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die auf den Körper aufgestrahlten Lichtstrahlen ein Bild auf ι ο einen gegenüber der anderen Endfläche des Körpers angeordneten Schirm projizieren, aus dem neben verstopften Kanälen Risse in den zwischen den Kanälen liegenden Wandungen dadurch ermittelbar sind, daß durch die Risse in Nachbarkanäle reflektiertes und im Projektorbild erscheinendes Licht ausgewertet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlen vor dem Aufstrahlen auf den Körper praktisch gleichmäßig hell gemacht und parade! ausgerichtet werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Lichtstrahlen Laserstrahlen verwendet werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bild des Körpers in vergrößerter Form auf einen Empfänger übertragen wird zur Erleichterung der Fehlerauffindung.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1—4, gekennzeichnet durch eine intermittierend angetriebene, die Körper (10) mit Abstand zueinander tragende Fördereinrichtung (1), einen Lichtstrahlen auf eine Endfläche des jeweiligen Körpers (10) auf der Fördereinrichtung (1) aufstrahlenden Projektor (2) und einen der gegenüberliegenden Endfläche des Körpers (10) gegenübergestellten Schirm (3).

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine Kamera (5) zum Übertragen der auf den Schirm (3) projizierten Bilder auf einen Detektor (4) zur Ermittlung defekter Körper.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kamera (5) eine Fernsehkamera und der Detektor (4) ein Fernsehempfänger ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Detektor (4) mit einem Computer ausgestattet und in Proportion zu dem auf den Schirm projizierten Bild gesteuert ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Projektor (2) in einem Gehäuse (2c) Lampen (2d) und einen Belüfter (2e) aufweist und das Gehäuse (2c) mit einer zylindrischen Projektionsöffnung (2b) ausgestattet ist, in der sich eine Lichtdiffusorplatte (2ajbefindet.

10. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtstrahlen Laserstrahlen sind.

11. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (3) eine Mattglasscheibe (3a) und ein Maskiermaterial (3 c) aufweist, das eine der Gestaltung der Endfläche des Körpers (10) entsprechende Öffnung (3b) hat und auf der Mattglasscheibe (3a,)befestigt ist.