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DE2949449C2 - Coil device for non-destructive testing of materials - Google Patents

Coil device for non-destructive testing of materials

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DE2949449C2
DE2949449C2 DE2949449A DE2949449A DE2949449C2 DE 2949449 C2 DE2949449 C2 DE 2949449C2 DE 2949449 A DE2949449 A DE 2949449A DE 2949449 A DE2949449 A DE 2949449A DE 2949449 C2 DE2949449 C2 DE 2949449C2
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DE
Germany
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coil
test
longitudinal
angled
length
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DE2949449A
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Volker Dr.-Ing. 5600 Wuppertal Deutsch
Klaus-Peter Ing.(grad.) 5830 Schwelm Müller
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Karl Deutsch Pruef- und Messgeraetebau and Co K GmbH
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Karl Deutsch Pruef- und Messgeraetebau and Co Kg 5600 Wuppertal De GmbH
Karl Deutsch Pruef und Messgeraetebau and Co Kg 5600 Wuppertal GmbH
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/83—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws by investigating stray magnetic fields
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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. These conductors are wound into two groups of turns with opposite winding directions, the arrangement of which corresponds to the arrangement of the turns WX and W1 shown in the figures. The crossover region K of the two windings W 1 and Wl and the adjacent sections WXa and W2a of the windings WX and W 2 are arranged in the longitudinal side surface of the coil, the width B of which is determined by the width B of the windings WX and W2 and the length Lia + L2a the length L Xa and L 2a of the winding sections to W \ a and W2a is determined and thus the width B and length LIa + L 2a of the magnetic field within the coil is determined -Magnetic field space is freely accessible from these three long sides This enables the feeding and removal of workpieces by means of linear conveyor systems. Since, in the embodiment shown, the length LIa is less than the length L 2a, the crossover region K is arranged eccentrically in relation to the longitudinal extent of the coil when the coil device is the one shown in FIG. i has the setting shown, which will be explained in more detail later. The winding section W \ b or W2b of the winding W \ or W2 , which adjoins the winding section W la or W2a, extends at a right angle to the longitudinal side surface (L la + L2a) ■ B to form the two coil narrow side surfaces with the Length Lib or L 2b and width 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. Due to the spatial arrangement of the two windings or winding groups described above. W 1 and W2 result in a nearly homogeneous magnetic field directed obliquely to the coil longitudinal axis, which makes it possible to sufficiently magnetize workpieces arranged above the coil device, which cannot be inserted into the coil because of their length.

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.In the illustrated embodiment, the coil portion is W2b at the connection points A releasably connected to the coil portion W2a and slidably in direetion to the intersection K on the legs of the portion W2a so as to shorten the effective coil length dimension L 2 in an advanced to the region of intersection position, e.g. . B. at points A 1 is to be connected to the section W 2a . By shortening the effective coil length, the homogeneity of the magnetic field can be improved when testing smaller workpieces, the power requirement can be reduced or the magnetization field strength in the test object can be increased accordingly while maintaining the energy fed in. This can be advantageous for short workpieces with a large diameter. In order to be able to carry out this shortening of the total coil length, the arrangement has been chosen such that the intersection area K is arranged offset off-center towards the side of the non-displaceable coil section WIa. This measure also helps to increase the magnetization of short workpieces even if the coil length remains unchanged.

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.The beginning and end of the conductor L or the strand of parallel conductors are located in the embodiment according to the drawings above at the section WXb. However, a different position of the beginning and end of the conductor and thus power supply and discharge would also be possible.

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.In the embodiment of the device according to FIG. 2, vertical clamping pieces S are arranged inside the coil. These can be used to clamp a test piece P or to support a test piece P placed on them, the length of which exceeds the total coil length, so that its magnetization must take place outside the coil. As a result of the oblique alignment of the magnetic field caused by the arrangement of the individual coil sections according to the invention, it can be introduced into a test object lying on these by means of the vertical clamping pieces. The clamping piece 5, which is arranged within the winding section W2a whose effective length can be adjusted, is expediently also mounted displaceably in the longitudinal direction of the coil so that it can be locked in a freely selectable position within a predetermined length range of the coil device. By using the vertical clamping pieces S, the space requirement of the entire device is not greater than the space occupied by the coil.

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.The coil device allows workpieces to be fed in and removed in the automated test sequence using straight belt or chain conveyors, which reduces the technical effort Significantly reduced in the automated test sequence, since expensive gripper systems for lowering the workpieces in the reel device and for lifting the work pieces out of the reel device are superfluous.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

1 21 2 stücken zum Einspannen bzw. Auflegen der Prüflingepieces for clamping or placing the test items Patentanspruch: und einer Spule, die angrenzend an einen freien Spulen-Claim: and a coil that is adjacent to a free coil mittelabschnitt in ihrer Windungsebene abgewinkeltemiddle section angled in their winding plane 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.Coil device for the non-destructive work has turns, which are arranged with a winding section substance test with clamping pieces for clamping 5 in the area of the narrow sides of the coil and or placing the test specimens and a coil, which with another winding section to the opposite end of a free coil center section in the lying coil end are angled and with their winding plane angled turns on one leg cross a coil longitudinal side. One has, with a turn section in the region of such a coil apparatus is coil narrow sides are arranged in the deutscht ι Patentder and with egg io magazine 15 73451 described. nem anderen Windungsabschnitt zum gegenüberüe- Die bekannte Spulenvorrichtung ergibt bei Strom-another turn section to the opposite - the known coil device results in current 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 allerdingslow end of the coil are angled and with flow in their interior a magnetic longitudinal field one leg cross a coil longitudinal side, of satisfactory homogeneity over the entire characterized in that the winding span length while avoiding the disadvantages of the Obergen run so that they run the coil magnetic field 15 coils. It can thus be used in the known coil space Device magnetize test objects over their entire length with sufficient homogeneity, although (Lib + L 2b) . ,. . , mit der jeweiligen Spulenvorrichtung nur solche Prüf- (Lib + L 2b) . ,. . , with the respective coil device only such test 2 · ts ■ (L\a + L la) jjnge zu magnetjsieren s\n^ deren Länge die maximale2 · ts ■ (L \ a + L la) jj nge to magnet j s i eren s \ n ^ whose length is the maximum 20 Spannlänge der Spulenvorrichtung nicht überschreitet20 does not exceed the span length of the spool device 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,only on one longitudinal side surface Since the magnetic field of the known coil device ([L la + L 2a ] B) and the two adjoining it is freely accessible only from one longitudinal side surface, the narrow side surfaces (L \ b ■ B-, L 2b ■ B) with the automation of the test sequence requires grabbing sections of one or more parallel heel systems for lowering the test objects into the coil, limiting turns to form one of three 25 and lifting them out of the coil,
other longitudinal side surfaces freely accessible sp- The invention is based on the object 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-Magnetlen device, whose induced a device for magnetizing test objects to a magnetic field almost homogeneously obliquely to the coil, which is directed for test objects in a opposite to the longitudinal axis and whose angled known coil device can be used with its one turn portion 30 length variation range and a (W \ b, W2b) the entire narrow side surface of the coil is homogeneous and limits its homogeneity and field strength (L \ b · B; L2b · B) and with its magnetic field to be adapted to the test conditions results in the angled section (W la, W2a) the coil and which limit the automation of the test sequence with long side surfaces and that the coil allows little technical effort
Sections (Wi, W2) and the associated tensioning 35 This object has been achieved in that a coil with the features according to the preamble can be displaced in the longitudinal direction against each other in order to change the magnetic field length of the windings such ver (L la + L 2a). run has been given that this is the coil magnet feldraum lediglich an einer Längf-citenfläche und denfield space only on a longitudinal surface and the 40 zwei daran angrenzenden Schmalseitenflächen mit den40 two adjacent narrow side surfaces with the Abschnitten jeweils einer oder mehrerer paralleler Windungen begrenzen unter Bildung einer von den dreiSections each delimit one or more parallel turns to form one of the three 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.The invention relates to a coil device according to other longitudinal side surfaces freely accessible coil ends Features specified in the claim for the device, whose macerating-free induced by current flow Material testing according to the magnetic field 45 almost homogeneously at an angle to the longitudinal axis of the coil pulping process, which is aimed at magnetizing the test objects and their angled turns with the entire coil serves its one winding section before it is rinsed or sprayed with test equipment. The narrow side surface contained in the test device or the test device is limited and with its mapped to it Magnetic powder remains on the surface of the incorrect angled section on the longitudinal side surface of the coil of the magnetized test objects as a result of the 50 limit, the coil sections and the associated force line exit at the edges of the flaws in renden clamping pieces in the longitudinal direction against each other To a greater extent adhere so that the flaws can be shifted for the purpose of changing the magnetic field length. ge. Zur Erzeugung von magnetischen Längsfeldern in Die Erfindung ist nachstehend aufgrund eines Aus-For the generation of magnetic longitudinal fields in The invention is described below due to an aspect Prüflingen werden zwei Arten von Felddurchflutungs- 55 führungsbeispieles erläutert, das in den Zeichnungen Vorrichtungen benutzt, nämlich Joche und Spulen, die dargestellt ist Es zeigtTest items are two types of field flow 55 guide example explained in the drawings Devices used, namely yokes and coils, which is shown It shows sich, entsprechend ausgelegt, mit Gleich-oder Wechsel- Fig. 1: eine schaubildliche Darstellung der Spulenstrom speisen lassen. vorrichtung undaccordingly designed with direct or alternating Fig. 1: a diagrammatic representation of the coil current let them dine. device and Joche, insbesondere Gleichstromjoche, ergeben ein F i g. 2: eine Spulenvorrichtung gemäß F i g. 1 in Sei-Yokes, in particular direct current yokes, result in a fig. 2: a coil device according to FIG. 1 in side über die Spannlänge ungleichmäßiges magnetisches 60 tenansicht.Uneven magnetic view over the span length. Feld. Dieser Nachteil vergrößert sich mit wachsender Bei der in den Zeichnungen schematisch dargestelltenField. This disadvantage increases as the number shown schematically in the drawings increases 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 auchSpan length. Overflow coils avoid this disadvantage. Execution is marked with L a conductor made of copper profile. However, they are marked because of the necessary movement. However, it can also be used instead of one conductor γΐΐ chanik teuer und ergeben relativ lange Prüfzeiten. Sta- mehrere parallel angeordnete Leiter verwendet wer- γΐΐ mechanically expensive and result in relatively long test times. Several conductors arranged in parallel can be used f| tionär eingebaute Spulen, auf dem Prinzip der Helm- 65 den. Der Leiter L ist derart überkreuzt gewunden, daßf | tionary built-in coils, based on the principle of the helmet. The conductor L is so crossed that j$ holtzspulen basierend, stellen einen brauchbaren Koni- zwei im wesentlichen rechteckig-längliche WindungenJ $ Holzspulen based, represent a useful cone with two essentially rectangular-elongated turns jfj promiß zwischen Joch und Überlaufspule dar. Wl und W 2 gebildet sind, die gegenläufigen Win-jfj promiss between yoke and overflow coil. Wl and W 2 are formed, the opposing win- 'M Bewährt hat sich eine Spulenvorrichtung mit Spann- dungssinn haben. Bei Verwendung mehrerer paralleler 'M has proved itself a coil apparatus have dung meaningful with tension. When using several parallel
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Legal Events

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8110 Request for examination paragraph 44
8181 Inventor (new situation)

Free format text: DEUTSCH, VOLKER, DR.-ING., 5600 WUPPERTAL, DE MUELLER, KLAUS-PETER, ING.(GRAD.), 5830 SCHWELM, DE

8127 New person/name/address of the applicant

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