DE2949449C2 - Spulenvorrichtung für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung - Google Patents

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) jj_{nge zu magnet}j_si_{eren 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,

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

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