DE102024125072A1 - Device and method for the non-destructive magnetic testing of a chain - Google Patents

Device and method for the non-destructive magnetic testing of a chain

Info

Publication number
DE102024125072A1
DE102024125072A1 DE102024125072.0A DE102024125072A DE102024125072A1 DE 102024125072 A1 DE102024125072 A1 DE 102024125072A1 DE 102024125072 A DE102024125072 A DE 102024125072A DE 102024125072 A1 DE102024125072 A1 DE 102024125072A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
chain
magnetic field
field sensors
measurement data
sensor arrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102024125072.0A
Other languages
German (de)
Inventor
Sven Oliver Winter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ROTEC GmbH
Original Assignee
ROTEC GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ROTEC GmbH filed Critical ROTEC GmbH
Priority to DE102024125072.0A priority Critical patent/DE102024125072A1/en
Publication of DE102024125072A1 publication Critical patent/DE102024125072A1/en
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01MTESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M13/00Testing of machine parts
    • G01M13/02Gearings; Transmission mechanisms
    • G01M13/023Power-transmitting endless elements, e.g. belts or chains
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/72Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables
    • G01N27/82Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating magnetic variables for investigating the presence of flaws
    • G01N27/83Investigating 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

Landscapes

  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Magnetic Means (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) und ein Verfahren zur zerstörungsfreien, magnetischen Prüfung einer Kette (11) mit mehreren Kettengliedern (12), die mittels einer Führungseinrichtung (19) durch eine Magnetanordnung (20) an einem Axialabschnitt (20) hindurchgeführt wird, wobei in dem Axialabschnitt (21) eine Sensoranordnung (24) mit einer Vielzahl von Magnetfeldsensoren (25) angeordnet ist. Die Magnetfeldsensoren (25) sind auf einer die Kette (11) umschlingende Linie (26) angeordnet. Die Vorrichtung (10) weist außerdem eine Längenmesseinrichtung (27) mit Messrad (28) oder durch Magnetfeldsensoren in Kettenrichtung (45a) auf, die dazu eingerichtet ist, die Weglänge der Kette relativ zur Vorrichtung (10) oder umgekehrt zu erfassen. Die Vorrichtung weist außerdem eine Auswerteeinheit (30) auf, die dazu eingerichtet ist, die Messdaten in den Magnetfeldsensoren zu empfangen, diese einer Umfangsposition und der erfassten Weglänge ortsaufgelöst zuzuordnen und in den ortsaufgelösten Messdaten Fehlstellen der Kette (11) zu detektieren. The invention relates to a device (10) and a method for the non-destructive, magnetic testing of a chain (11) with several chain links (12), which is guided by means of a guide device (19) through a magnet arrangement (20) on an axial section (20), wherein a sensor arrangement (24) with a plurality of magnetic field sensors (25) is arranged in the axial section (21). The magnetic field sensors (25) are arranged on a line (26) encircling the chain (11). The device (10) also includes a length measuring device (27) with a measuring wheel (28) or by means of magnetic field sensors in the chain direction (45a), which is configured to detect the path length of the chain relative to the device (10) or vice versa. The device also includes an evaluation unit (30) which is configured to receive the measurement data in the magnetic field sensors, to assign them to a circumferential position and the detected path length with spatial resolution, and to detect defects in the chain (11) in the spatially resolved measurement data.

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen und Verfahren zur zerstörungsfreien, magnetischen Prüfung einer Kette.The invention relates to devices and methods for the non-destructive, magnetic testing of a chain.

Ketten werden in den verschiedensten technischen Bereichen eingesetzt, wie beispielsweise in Produktions- und Industrieanlagen sowie als Antriebsketten oder auch in Hebezeugen. Während des Betriebes kann es zu Beschädigungen und/oder Verformungen der einzelnen Kettenglieder kommen, z.B. in Längsrichtung, so dass die Kette gelängt wird, oder in Querrichtung, so dass einzelne Kettenglieder verbogen werden. Eine Verformung in Längs- oder Querrichtung oder eine Beschädigung der Kettenglieder kann dazu führen, dass die Kette völlig unbrauchbar wird und ausgetauscht werden muss, da bei einer Weiterverwendung der verformten oder gebrochenen Kettenglieder mit der Kette zusammenwirkende Bauteile, wie z.B. Taschenräder, Führungen oder ähnliches, beschädigt werden können. Dies kann zum Stillstand ganzer Produktionslinien führen. Darüber hinaus können in sicherheitskritischen Anwendungen Gefahren für Leib und Leben entstehen. Es ist daher wünschenswert, Zustandsänderungen der Kette im laufenden Betrieb möglichst frühzeitig zu erkennen.Chains are used in a wide variety of technical applications, such as in production and industrial plants, as drive chains, and in lifting equipment. During operation, individual chain links can become damaged and/or deformed, for example, longitudinally, causing the chain to stretch, or transversely, causing individual links to bend. Longitudinal or transverse deformation, or damage to the chain links, can render the chain completely unusable and necessitate replacement. Continuing to use deformed or broken chain links can damage components interacting with the chain, such as sprockets, guides, or similar parts. This can lead to the shutdown of entire production lines. Furthermore, in safety-critical applications, this can pose a risk to life and limb. It is therefore desirable to detect changes in the chain's condition as early as possible during operation.

In der DE 10 2014 225 834 B4 wird ein Antriebskettenlängenprüfsystem beschrieben, welches eine Messvorrichtung mit einem horizontalen Erfassungssensor und einem vertikalen Erfassungssensor aufweist, mit denen Längungen der Antriebskette bestimmbar sind.In the DE 10 2014 225 834 B4 A drive chain length testing system is described, which has a measuring device with a horizontal detection sensor and a vertical detection sensor, with which elongations of the drive chain can be determined.

Die DE 10 2016 015 364 A1 beschreibt außerdem ein Verfahren zur Ermittlung von geometrischen Kenngrößen von Kettengliedern einer Gliederkette, bei dem sichtbaren Kanten optisch erfasst und daraus die geometrischen Kenngrößen der Kettenglieder ermittelt werden.The DE 10 2016 015 364 A1 It also describes a method for determining geometric parameters of chain links of a link chain, in which visible edges are optically detected and the geometric parameters of the chain links are determined from this.

Optische Verfahren zur Ermittlung von Verformungen sind jedoch fehleranfällig, insbesondere wenn die Kette verschmutzt ist. Zudem können Fehler an einzelnen Kettengliedern verdeckt werden, wenn die Geometrie der Kettenglieder nur aus wenigen Richtungen ermittelt wird.Optical methods for detecting deformations are prone to errors, especially when the chain is dirty. Furthermore, defects in individual chain links can be concealed if the geometry of the chain links is determined from only a few directions.

Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur zerstörungsfreien, magnetischen Prüfung einer Kette bereitzustellen, die es insbesondere ermöglichen, die Kette im Betrieb zu prüfen.Based on this, the object of the invention is to provide an improved device and an improved method for the non-destructive, magnetic testing of a chain, which in particular makes it possible to test the chain in operation.

Die Erfindung wird durch die Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und das Prüfverfahren gemäß Anspruch 15 gelöst.The invention is solved by the device according to claim 1 and the testing method according to claim 15.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur zerstörungsfreien, magnetischen Prüfung einer Kette mit mehreren Kettengliedern ist insbesondere an einem Axialabschnitt der Kette anordenbar und relativ zur Kette oder umgekehrt, die Kette relativ zur Vorrichtung in Längsrichtung der Kette bewegbar. Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine Magnetanordnung, eine Sensoranordnung, eine Längenmesseinrichtung und eine Auswerteeinheit auf. Die Magnetanordnung umfasst mehrere Magnete, mit denen ein Magnetfeld ausgebildet wird. Das ausgebildete Magnetfeld erstreckt sich insbesondere in Längsrichtung der Kette. Die Magnetanordnung kann beispielsweise einen ersten Magnetbereich an einer ersten Axialposition des Axialabschnitts und einem zweiten Magnetbereich an einer zweiten Axialposition des Axialabschnitts 21 aufweisen, zwischen denen das Magnetfeld ausgebildet ist. Alternativ kann sich das ausgebildete Magnetfeld auch in Querrichtung der Kette erstrecken. Die Sensoranordnung weist eine Vielzahl von Magnetfeldsensoren auf, die in einem Sensorbereich an einer Axialposition des Axialabschnitts auf einer die Kette umschlingenden Linie angeordnet sind. Die kettenumschlingende Linie umschließt die Kette vorzugsweise vollständig. Die Linie kann insbesondere an die Außenkontur der Kette angepasst sein, d.h. beispielsweise eine ein Kreuz umhüllende Form aufweisen. Die Längenmesseinrichtung ist zur Bestimmung der relativen Weglänge zwischen der Sensoranordnung und der Kette eingerichtet. Die Auswerteeinheit ist dazu eingerichtet, Messdaten von den Magnetfeldsensoren zu empfangen, diese einer Umfangsposition und der erfassten Weglänge ortsaufgelöst zuzuordnen, sowie in den ortsaufgelösten Messdaten Fehlstellen in der Kette zu detektieren.The device according to the invention for the non-destructive, magnetic testing of a chain with multiple chain links can be arranged, in particular, on an axial section of the chain and moved relative to the chain, or conversely, the chain can be moved relative to the device in the longitudinal direction of the chain. The device according to the invention comprises a magnet arrangement, a sensor arrangement, a length measuring device, and an evaluation unit. The magnet arrangement comprises several magnets with which a magnetic field is generated. The generated magnetic field extends, in particular, in the longitudinal direction of the chain. The magnet arrangement can, for example, have a first magnet area at a first axial position of the axial section and a second magnet area at a second axial position of the axial section 21, between which the magnetic field is generated. Alternatively, the generated magnetic field can also extend in the transverse direction of the chain. The sensor arrangement comprises a plurality of magnetic field sensors which are arranged in a sensor area at an axial position of the axial section on a line encircling the chain. The chain-encircling line preferably encloses the chain completely. The line can be adapted to the outer contour of the chain, i.e., for example, have a shape enclosing a cross. The length measuring device is configured to determine the relative path length between the sensor arrangement and the chain. The evaluation unit is configured to receive measurement data from the magnetic field sensors, assign this data to a circumferential position and the measured path length with spatial resolution, and detect defects in the chain within the spatially resolved measurement data.

Hierdurch ist es möglich, Fehlstellen an einzelnen Kettengliedern der Kette frühzeitig im Betrieb zu erkennen, noch bevor es zu einem Bruch einzelner Kettenglieder und damit zum Totalausfall der Kette kommen kann.This makes it possible to detect defects in individual chain links early in the operation, even before individual chain links break and the chain fails completely.

Eine Besonderheit der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass die Magnetfeldsensoren die Kette vollständig umschlingen und dadurch Magnetfeldstreuungen des gesamten Umfangs der Kette erfasst werden können, wodurch Fehlstellen an einzelnen Kettengliedern der Kette, die ansonsten an schwer zugänglichen Stellen auftreten, detektierbar sind. Fehlstellen in der Kette können dabei beispielsweise Einkerbungen, Deformierung der Kettenglieder, aber auch Risse in den Kettengliedern und dergleichen darstellen.A special feature of the present invention is that the magnetic field sensors completely encircle the chain, thereby enabling the detection of magnetic field variations across the entire circumference of the chain. This allows for the detection of defects in individual chain links that would otherwise occur in difficult-to-access locations. Such defects in the chain can include, for example, indentations, deformations of the chain links, cracks in the chain links, and the like.

Zum Detektieren von Fehlstellen in den Kettengliedern der Kette ist die Auswerteeinrichtung vorzugsweise dazu eingerichtet, die ortsaufgelösten Messdaten in Umfangsrichtung mit einer Vergleichsfunktion zu vergleichen, beispielsweise mittels Korrelation oder Faltung der Vergleichsfunktion mit den ortsaufgelösten Messdaten. Die Vergleichsfunktion kann z.B. eine Rechteckfunktion oder eine Betragsfunktion einer trigonometrischen Funktion wie beispielsweise einer Sinus- oder Kosinusfunktion sein.To detect defects in the chain links, the evaluation device is preferably configured to compare the spatially resolved measurement data in the circumferential direction with a comparison function, for example by means of a correlative. Relation or convolution of the comparison function with the spatially resolved measurement data. The comparison function can be, for example, a rectangular function or the absolute value function of a trigonometric function such as a sine or cosine function.

Die Magnetbereiche können Permanentmagnete, wie z.B. Seltene-Erden-Magnete, oder auch Elektromagnete zur Erzeugung des Magnetfelds aufweisen.The magnetic areas can contain permanent magnets, such as rare-earth magnets, or electromagnets to generate the magnetic field.

Insbesondere ist die die Kette umschlingende Linie, auf der die Magnetfeldsensoren der Sensoranordnung angeordnet sind, an einen Lichtraum der Kette in Querrichtung der Kette angepasst. Bei dem Lichtraum der Kette in Querrichtung handelt es sich insbesondere um die aufsummierten Umrisse in Querrichtung von mindestens zwei Kettengliedern. Das Anpassen der umschlingenden Linie an den Lichtraum der Kette kann dazu führen, dass auch schwer zugängliche Stellen an den Kettengliedern mittels der Magnetfeldsensoren zuverlässig erfasst und Fehlstellen an diesen schwer zugänglichen Stellen entdeckt werden können.In particular, the line encircling the chain, on which the magnetic field sensors of the sensor array are arranged, is adapted to a transverse clearance of the chain. This transverse clearance is specifically the sum of the transverse outlines of at least two chain links. Adapting the encircling line to the chain's clearance allows even hard-to-reach areas on the chain links to be reliably detected by the magnetic field sensors, enabling the detection of defects in these areas.

Vorzugsweise weist die Führungseinrichtung mehrere Führungsflächen auf, an denen die einzelnen Kettenglieder der Kette geführt sind. Die Führungseinrichtung kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Wenn die Führungseinrichtung einteilig ausgebildet ist, kann die Führungseinrichtung mindestens ein Führungselement aufweisen, an dem die mehreren Führungsflächen angeordnet sind. Das Führungselement kann aus einem Kunststoff wie Polyamid oder dergleichen ausgebildet sein. Alternativ kann die Führungseinrichtung auch eine oder mehrere, federgelagerte Rollen aufweisen, bei denen die Abrollflächen der Rollen die Führungsflächen der Führungseinrichtung bilden.Preferably, the guide device has several guide surfaces on which the individual chain links are guided. The guide device can be designed as a single piece or in multiple parts. If the guide device is designed as a single piece, it can have at least one guide element on which the multiple guide surfaces are arranged. The guide element can be made of a plastic such as polyamide or the like. Alternatively, the guide device can also have one or more spring-loaded rollers, in which the rolling surfaces of the rollers form the guide surfaces of the guide device.

Unabhängig von der konkreten Ausgestaltung der Führungseinrichtung, ist die Führungseinrichtung dazu eingerichtet, eine relative Ausrichtung zwischen der Sensoranordnung und den einzelnen Kettengliedern der Ketten festzulegen. Diese Ausrichtung der Kettenglieder kann während des Prüfvorgangs so durch die Führungseinrichtung beibehalten werden.Regardless of the specific design of the guide device, it is configured to establish a relative alignment between the sensor assembly and the individual chain links. This alignment of the chain links can then be maintained by the guide device during the testing process.

Wenn die Führungseinrichtung mindestens ein Führungselement aufweist, kann in dem Führungselement ein Durchgangsloch ausgebildet sein, dessen Flanken die Führungsflächen für die Kettenglieder bilden. Vorzugsweise ist eine Kontur des Durchgangslochs an die in Querrichtung aufsummierten Umrisse mindestens zweier Kettenglieder angepasst. Es wird bevorzugt, dass das Durchgangsloch kreuzförmig ausgestaltet ist. Das Durchgangsloch kann gegenüber der Kontur der Kette spielbehaftet ausgebildet sein.If the guide device has at least one guide element, a through-hole can be formed in the guide element, the flanks of which form the guide surfaces for the chain links. Preferably, the contour of the through-hole is adapted to the transversely summed outlines of at least two chain links. It is preferred that the through-hole be cross-shaped. The through-hole may be designed with clearance relative to the contour of the chain.

Die Vorrichtung weist insbesondere ein öffenbares Gehäuse auf, in welchem eine Prüfdurchgangsbohrung ausgebildet ist, die sich von einer ersten Seite des Gehäuses bis zu einer gegenüberliegenden zweiten Seite des Gehäuses hin erstreckt. Vorzugsweise ist die Magnetanordnung und die Sensoranordnung in dem Gehäuse untergebracht, wodurch die Magnetanordnung und die Sensoranordnung vor Schmutz und anderen äußeren Einflüssen geschützt werden kann. Vorzugsweise sind die Magnetanordnung und die Sensoranordnung zumindest teilweise um die Prüfdurchgangsbohrung herum angeordnet. Es wird bevorzugt, dass die Führungseinrichtung ebenfalls, zumindest teilweise, in der Prüfdurchgangsbohrung angeordnet ist.The device features, in particular, an openable housing in which a test bore is formed, extending from a first side of the housing to an opposite second side of the housing. Preferably, the magnet arrangement and the sensor arrangement are housed within the housing, thereby protecting them from dirt and other external influences. Preferably, the magnet arrangement and the sensor arrangement are arranged at least partially around the test bore. It is also preferred that the guide device is arranged, at least partially, within the test bore.

Die Führungseinrichtung kann mindestens ein weiteres Führungselement aufweisen, mit dem die Kette innerhalb der Vorrichtung geführt ist. Beispielsweise kann das erste Führungselement in einem Eingangsbereich der Prüfdurchgangsbohrung und das weitere Führungselement in dem anderen Eingangsbereich der Prüfdurchgangsbohrung angeordnet sein. Alternativ kann die Führungseinrichtung auch lediglich ein Führungselement aufweisen, das sich entlang der gesamten Prüfdurchgangsbohrung erstreckt.The guide device can have at least one additional guide element by which the chain is guided within the device. For example, the first guide element can be located in one entry area of the test bore and the additional guide element in the other entry area of the test bore. Alternatively, the guide device can also have only one guide element that extends along the entire length of the test bore.

Die Sensoranordnung kann ferner mindestens eine Messspule aufweisen, die sich zumindest teilweise (in Umfangsrichtung) um die Kette herum erstreckt. Die Sensoranordnung kann zudem mehrere solcher Messspulen aufweisen. Die Messspule kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Außerdem können die eine oder mehreren Messspulen entlang der Längsachse versetzt zu den Magnetfeldsensoren angeordnet sein.The sensor arrangement can further comprise at least one measuring coil that extends at least partially (in the circumferential direction) around the chain. The sensor arrangement can also comprise several such measuring coils. The measuring coil can be designed as a single piece or in multiple parts. Furthermore, the one or more measuring coils can be arranged offset from the magnetic field sensors along the longitudinal axis.

Vorzugsweise ist die Auswerteeinheit dazu eingerichtet, die Messdaten der Magnetfeldsensoren mit der erfassten Weglänge der Längenmesseinrichtung und vorzugsweise mit den Messdaten der Messspule derart zu fusionieren, dass eine wenigstens dreidimensionale Messabbildung der erfassten magnetischen Feldstärken in Umfangsrichtung und in Längsrichtung der Kette erzeugt wird. Hierdurch kann ein vollständiges Messabbild der Kette generiert werden.Preferably, the evaluation unit is configured to fuse the measurement data from the magnetic field sensors with the measured path length of the length measuring device and, preferably, with the measurement data from the measuring coil in such a way that at least a three-dimensional measurement image of the measured magnetic field strengths in the circumferential and longitudinal directions of the chain is generated. This allows a complete measurement image of the chain to be generated.

Die Auswerteeinrichtung ist außerdem insbesondere dazu eingerichtet, in der dreidimensionalen Messabbildung Fehlmuster zu erkennen, die auf eine Fehlstellung in der Kette hindeuten. Insbesondere ist die Auswerteeinheit dazu eingerichtet, diese Fehlmuster zu markieren und einen virtuellen Marker in den Messdaten an der erkannten Fehlmusterstelle zu setzen.The evaluation unit is also specifically designed to detect error patterns in the three-dimensional measurement image that indicate a misalignment in the chain. In particular, the evaluation unit is designed to mark these error patterns and place a virtual marker in the measurement data at the detected error pattern location.

Gemäß einer ersten Ausführungsform kann die Längenmesseinrichtung mindestens ein Messrad aufweisen, dass dazu eingerichtet ist, auf den Kettengliedern der Kette bei Relativbewegungen zwischen der Vorrichtung und der Kette abzurollen. Das Messrad kann mit einem Encoder versehen werden, mit dem der Abrollwinkel bestimmt werden kann und aufgrund der bekannten Geometrie dem Abrollwinkel eine zurückgelegte Weglänge zugeordnet werden kann. Voraussetzung für eine eindeutige Zuweisung zwischen Abrollwinkel und zurückgelegter Weglänge ist dabei, dass das Messrad nicht schlupfbehaftet an der Kette abrollt. Bei der ersten Ausführungsform ist das Messrad der Längenmesseinrichtung, vorzugsweise außerhalb des Gehäuses der Vorrichtung, derart anordenbar, dass das Messrad auf den Kettengliedrücken, der alternierend ausgerichteten Kettenglieder abrollbar ist, die in eine (gleiche) Richtung ausgerichtet sind. Alternativ ist das Messrad der Längenmesseinrichtung derart anordenbar, dass das Messrad in einer aus den alternierend ausgerichteten Kettengliedern im Lichtraum der Kette in Querrichtung gebildeten Furche abrollbar ist. Der Radius des Messrads ist vorzugsweise größer als die Längen der einzelnen Kettenglieder. Vorzugsweise ist der Radius des Messrads größer als die doppelte Länge, besonders bevorzugt größer als die dreifache Länge der einzelnen Kettenglieder. Hierdurch kann das Messrad auf dem Kettengliedrücken der einzelnen Kettenglieder abrollen, ohne durch die Kettenglieder gebildeten Vertiefungen folgen zu müssen. Alternativ kann das Messrad an dem Gehäuse der Vorrichtung derart federgelagert angebracht sein, dass das Messrad gegen die Kette vorgespannt ist.According to a first embodiment, the length measuring device can have at least one measuring wheel. The measuring wheel is designed to roll on the chain links during relative movements between the device and the chain. The measuring wheel can be equipped with an encoder that determines the rolling angle, and, based on its known geometry, assigns a distance traveled to this angle. A prerequisite for a clear assignment between the rolling angle and the distance traveled is that the measuring wheel rolls smoothly on the chain. In the first embodiment, the measuring wheel of the length measuring device, preferably located outside the housing of the device, can be arranged such that it rolls on the back of the chain links, which are alternately aligned and pointing in the same direction. Alternatively, the measuring wheel of the length measuring device can be arranged such that it rolls in a groove formed by the alternately aligned chain links in the chain's clearance space in the transverse direction. The radius of the measuring wheel is preferably larger than the lengths of the individual chain links. Preferably, the radius of the measuring wheel is greater than twice the length, and particularly preferably greater than three times the length, of the individual chain links. This allows the measuring wheel to roll on the back of the individual chain links without having to follow any depressions formed by the chain links. Alternatively, the measuring wheel can be spring-mounted on the housing of the device in such a way that the measuring wheel is pre-tensioned against the chain.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform kann die Längenmesseinrichtung durch eine Vielzahl an Sensoren ausgeführt sein, welche vorzugsweise in Kettenrichtung angebracht sind. Die Vielzahl von Sensoren kann sich entlang wenigstens eines Teils, beispielsweise wenigstens 25 %, 40 %, 50 %, 60 % oder 70 %, der Länge des Axialabschnitts entlang erstrecken. Die Sensoren können als Magnetfeldsensoren ausgebildet sein, mit denen die Relativbewegung zwischen der Vorrichtung und der Kette ermittelt werden kann. Die Vielzahl der Magnetfeldsensoren kann zusammen mit der Sensoranordnung eine Sensoreinheit oder jeweils separate Sensoreinheiten bilden. Die Auswerteeinheit kann ein Längenmessmodul aufweisen, die dazu eingerichtet ist, aus den Daten der zusätzlichen (Magnetfeld-)Sensoren die Relativbewegung zwischen der Vorrichtung und der Kette zu ermitteln. Ferner können die zusätzlichen Sensoren auch als optische Sensoren ausgebildet sein, die dazu eingerichtet sind, die Relativbewegung zwischen der Vorrichtung und den einzelnen Kettengliedern zu bestimmen.According to a second embodiment, the length measuring device can be implemented with a plurality of sensors, preferably arranged in the chain direction. The plurality of sensors can extend along at least a portion, for example at least 25%, 40%, 50%, 60%, or 70%, of the length of the axial section. The sensors can be designed as magnetic field sensors with which the relative movement between the device and the chain can be determined. The plurality of magnetic field sensors, together with the sensor arrangement, can form a sensor unit or separate sensor units. The evaluation unit can include a length measuring module configured to determine the relative movement between the device and the chain from the data of the additional (magnetic field) sensors. Furthermore, the additional sensors can also be designed as optical sensors configured to determine the relative movement between the device and the individual chain links.

Die Vorrichtung kann außerdem eine Speichereinheit und eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen, die dazu eingerichtet sind, die Messdaten der Sensoranordnung und der Längsmesseinrichtung bedarfsweise zwischenzuspeichern und diese an die Auswerteeinheit zu senden. In dieser Ausführungsform ist die Auswerteeinheit im Gehäuse der Vorrichtung angeordnet. Alternativ kann die Auswerteeinheit innerhalb des Gehäuses der Vorrichtung angeordnet sein. In dieser Ausführungsform kann die Auswerteeinheit eine Kommunikationsschnittstelle aufweisen, die dazu eingerichtet sein kann, mit weiteren Nutzerendgeräten verbunden zu werden, um die verarbeiteten und ausgewerteten Messwerte an die Benutzerendgeräte weiterzugeben.The device can also include a storage unit and a communication interface configured to temporarily store the measurement data from the sensor arrangement and the longitudinal measuring device as needed and to send this data to the evaluation unit. In this embodiment, the evaluation unit is located within the device housing. Alternatively, the evaluation unit can be located within the device housing. In this embodiment, the evaluation unit can have a communication interface configured to connect to other user devices in order to transmit the processed and evaluated measurement data to these devices.

Ferner ist die Aufgabe durch ein Verfahren zur zerstörungsfreien, magnetischen Prüfung einer Kette gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst:

  • - Anordnen der zu prüfenden Kette in einem Axialabschnitt, in dem ein Magnetfeld derart ausgebildet ist, dass sich die Kette längs in dem ausgebildeten Magnetfeld befindet;
    • - Erfassen der Magnetfeldstärke auf einer die Kette umschlingenden Linie, die quer zu dem längs ausgebildeten Magnetfeld angeordnet ist;
    • - Bestimmen der relativen Weglänge zwischen der Sensoranordnung und der Kette;
    • - Zuordnen der Messdaten der Magnetfeldsensoren zu einer Umfangsposition und der erfassten Weglänge, vorzugsweise Erstellen einer zugeordneten, ortsaufgelösten Messabbildung; sowie
    • - Detektieren von Fehlstellen der Kette in den zugeordneten Messdaten.
Furthermore, the problem is solved by a method for the non-destructive, magnetic testing of a chain. The method according to the invention comprises:
  • - Arranging the chain to be tested in an axial section in which a magnetic field is formed such that the chain is located lengthwise in the formed magnetic field;
    • - Measuring the magnetic field strength on a line encircling the chain, arranged perpendicular to the longitudinally formed magnetic field;
    • - Determining the relative path length between the sensor array and the chain;
    • - Assigning the measurement data from the magnetic field sensors to a circumferential position and the recorded path length, preferably creating an associated, spatially resolved measurement image; as well as
    • - Detecting defects in the chain within the associated measurement data.

Die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschriebenen Merkmale und Vorteile sind entsprechend für das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar.The features and advantages described in connection with the device according to the invention are applicable accordingly to the method according to the invention.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Weiterbildungen oder Details der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen, der Beschreibung sowie aus den Unteransprüchen. Es zeigen:

  • 1 Ein Beispiel für die erfindungsgemäße Vorrichtung;
  • 2 Ein Beispiel für die Magnetanordnung und die Sensoranordnung der Prüfeinrichtung;
  • 3A Ein Beispiel für die Führungseinrichtung sowie der Sensoranordnung;
  • 3B Ein weiteres Beispiel für die Führungseinrichtung mit der Sensoranordnung;
  • 4 Eine schematische Ansicht der Signalverarbeitung der erfindungsgemäßen Vorrichtung;
  • 5A-5E Beispiele für Fehlstellen einer Kette.
Further details of advantageous embodiments or specific aspects of the invention will become apparent from the drawings, the description, and the dependent claims. These show:
  • 1 An example of the device according to the invention;
  • 2 An example of the magnet arrangement and the sensor arrangement of the test equipment;
  • 3A An example of the guidance system and sensor arrangement;
  • 3B Another example of the guidance system with the sensor arrangement;
  • 4 A schematic view of the signal processing of the device according to the invention;
  • 5A-5E Examples of defects in a chain.

1 zeigt ein Beispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 bei der zerstörungsfreien Prüfung einer Kette 11 mit einer Vielzahl von Kettengliedern 12. Die Vorrichtung 10 weist ein Gehäuse 13 auf, das öffenbar ausgestaltet ist. Zum Öffnen des Gehäuses 13 weist dieses eine obere Gehäuseschale 14 und eine untere Gehäuseschale 15 auf. Das Gehäuse 13 weist außerdem eine erste Seite 16 und eine der ersten Seite 16 gegenüberliegenden zweite Seite 17 auf, wobei sich eine Prüfdurchgangsbohrung 18 von der ersten Seite 16 bis hin zur zweiten Seite 17 erstreckt. Die zu prüfende Kette 11 ist bei der Prüfung der Kette innerhalb der Prüfdurchgangsbohrung 18 angeordnet. In dem in 1 gezeigten Beispiel ist außerdem innerhalb der Prüfdurchgangsbohrung 18 eine Führungseinrichtung 19 angeordnet, die dazu eingerichtet ist, die Kettenglieder 12 der Kette 11 während des Prüfvorgangs der Kette 11 innerhalb der Vorrichtung 10 zu führen. Die Vorrichtung 10 weist außerdem eine Magnetanordnung 20 auf, die derart angeordnet ist, dass in einem Axialabschnitt 21 ein Magnetfeld 22 in Längsrichtung der Kette 11 angeordnet ist. 1 Figure 10 shows an example of a device 10 according to the invention for the non-destructive testing of a chain 11 with a plurality of chain links 12. The device 10 has a housing 13 which is designed to be opened. For opening the housing 13, it has an upper housing shell 14 and a lower housing shell 15. The housing 13 also has a first side 16 and a second side 17 opposite the first side 16, wherein a test bore 18 extends from the first side 16 to the second side 17. The chain 11 to be tested is arranged within the test bore 18 during the test. In the 1 In the example shown, a guide device 19 is also arranged within the test bore 18, which is designed to guide the chain links 12 of the chain 11 within the device 10 during the test procedure of the chain 11. The device 10 also has a magnet arrangement 20, which is arranged such that a magnetic field 22 is arranged in an axial section 21 in the longitudinal direction of the chain 11.

Die Vorrichtung 10 oder die Kette 11 können relativ zueinander entlang einer Längsrichtung 45a der Kette 11 bewegt werden, was in 1 durch die Pfeile 23 dargestellt ist. Eine Querrichtung 45b der Kette 11 ist quer zur Längsrichtung 45a definiert. In dem Axialabschnitt 21 ist außerdem eine Sensoranordnung 24 mit einer Vielzahl von Magnetfeldsensoren 25 auf einer die Kette 11 umschlingenden Linie 26 angeordnet.The device 10 or the chain 11 can be moved relative to each other along a longitudinal direction 45a of the chain 11, which in 1 as shown by arrows 23. A transverse direction 45b of the chain 11 is defined transverse to the longitudinal direction 45a. In the axial section 21, a sensor arrangement 24 with a plurality of magnetic field sensors 25 is also arranged on a line 26 encircling the chain 11.

Falls die Längenmesseinrichtung durch eine Vielzahl an Magnetfeldsensoren 53 ausgebildet ist, sind diese in Längsrichtung 45a der Kette 11 angeordnet, wie in 1 gestrichelt dargestellt. Die Anordnung kann mit der Sensoranordnung 24 zusammen in der Seitenprojektion eine T-förmige Anordnung (wie abgebildet) bilden. Alternativ kann die Anordnung auch eine L-förmige Anordnung in der Seitenprojektion bilden oder zwei oder mehrere ringförmig angeordnete Magnetfeldsonoren umfassen. In diesem Fall ist es nicht mehr erforderlich, dass die Vorrichtung 10 eine zusätzliche Längenmesseinrichtung 27 außerhalb des Gehäuses 13 aufweist. Vielmehr ist die Längenmesseinrichtung 27 bereits innerhalb des Gehäuses 13 in Form der zusätzlichen Vielzahl an Magnetfeldsensoren 53 umgesetzt. Die Details der Sensoranordnung 24 sind nachfolgend in Bezug auf die 2, 3A und 3B detailliert beschrieben.If the length measuring device is designed by a plurality of magnetic field sensors 53, these are arranged in the longitudinal direction 45a of the chain 11, as shown in 1 The arrangement is shown in dashed lines. The sensor arrangement 24 can form a T-shaped configuration (as shown) in side projection. Alternatively, the arrangement can also form an L-shaped configuration in side projection or comprise two or more ring-shaped magnetic field sonars. In this case, it is no longer necessary for the device 10 to have an additional length measuring device 27 outside the housing 13. Rather, the length measuring device 27 is already implemented inside the housing 13 in the form of the additional plurality of magnetic field sensors 53. The details of the sensor arrangement 24 are described below with reference to the 2 , 3A and 3B described in detail.

In 1 ist außerdem eine Längenmesseinrichtung 27 abgebildet, die zur Bestimmung der relativen Weglänge zwischen der Vorrichtung 10 und der Kette 11 eingerichtet ist. Die in 1 gezeigte Längenmesseinrichtung weist ein Messrad 28 auf, das um eine Achse drehbar gelagert ist und mittels eines Arms 29 schwenkbar an dem Gehäuse 13 befestigt ist. Das Messrad 28 kann über den Arm 29 federnd gegen die Kette 11 vorgespannt sein.In 1 A length measuring device 27 is also shown, which is set up to determine the relative path length between the device 10 and the chain 11. The in 1 The length measuring device shown has a measuring wheel 28 which is rotatably mounted about an axis and pivotably attached to the housing 13 by means of an arm 29. The measuring wheel 28 can be spring-loaded against the chain 11 via the arm 29.

Darüber hinaus weist die Vorrichtung 10 eine Auswerteeinheit 30 auf, die dazu eingerichtet ist, Messdaten 31 der Magnetfeldsensoren 25 und der Längenmesseinrichtung 27 zu empfangen, dieser einer Umfangsposition 32 und einer erfassten Weglänge 33 ortsaufgelöst zuzuordnen und in den ortsaufgelösten Messdaten Fehlstellen 34 zu detektieren.Furthermore, the device 10 has an evaluation unit 30 which is configured to receive measurement data 31 from the magnetic field sensors 25 and the length measuring device 27, to assign these to a circumferential position 32 and a recorded path length 33 with spatial resolution and to detect defects 34 in the spatially resolved measurement data.

Zudem weist die Vorrichtung 10 eine Kommunikationsschnittstelle 35 auf, die dazu eingerichtet ist, mit Benutzerendgeräten zu kommunizieren, beispielsweise detektierte Fehlstellen 34 oder die ortsaufgelösten Messdaten an das Benutzerendgerät 36 zu kommunizieren. Die Vorrichtung 10 kann außerdem eine Speichereinrichtung 37 aufweisen, die dazu eingerichtet sein kann, Messdaten der Sensoren 25, 27 und/oder der Auswerteeinheit 30 zwischenzuspeichern.Furthermore, the device 10 has a communication interface 35, which is configured to communicate with user terminals, for example, to communicate detected defects 34 or the spatially resolved measurement data to the user terminal 36. The device 10 may also have a storage device 37, which may be configured to temporarily store measurement data from the sensors 25, 27 and/or the evaluation unit 30.

In 2 ist die Magnetanordnung 20 zusammen mit der Sensoranordnung 24 und mit der zu prüfenden Kette 11 veranschaulicht. Die Magnetanordnung 20 weist einen ersten Magnetbereich 38 an einer ersten Axialposition 39 und einen zweiten Magnetbereich 40 an einer zweiten Axialposition 41 des Axialabschnitts 21 auf. Der erste Magnetbereich 38 und der zweite Magnetbereich 40 sind über ein Joch 42 miteinander verbunden. Der erste Magnetbereich 38 weist insbesondere Permanentmagnete auf, die umgekehrt polarisiert zu den Permanentmagneten des zweiten Magnetbereichs 40 sind. In 2 sind die negativen Pole mit N und die positiven Pole mit S gekennzeichnet. Die Feldlinien des zwischen des ersten Magnetbereichs 38 und dem zweiten Magnetbereich 40 ausgebildeten Magnetfelds 22 sind in 2 gestrichelt dargestellt. Das Magnetfeld 22 erstreckt sich in Längsrichtung zu der Kette 11. Anders als in 2 gezeigt, können der erste Magnetbereich 38 und der zweite Magnetbereich 40 auch Elektromagneten aufweisen, zwischen denen das Magnetfeld 22 entsprechend aufgebaut ist.In 2 The magnet arrangement 20 is illustrated together with the sensor arrangement 24 and the chain 11 to be tested. The magnet arrangement 20 has a first magnet section 38 at a first axial position 39 and a second magnet section 40 at a second axial position 41 of the axial section 21. The first magnet section 38 and the second magnet section 40 are connected to each other via a yoke 42. In particular, the first magnet section 38 has permanent magnets that are polarized in the opposite direction to the permanent magnets of the second magnet section 40. 2 The negative poles are marked with N and the positive poles with S. The field lines of the magnetic field 22 formed between the first magnetic region 38 and the second magnetic region 40 are shown in 2 The magnetic field 22 extends longitudinally to the chain 11. Unlike in 2 As shown, the first magnetic area 38 and the second magnetic area 40 can also have electromagnets, between which the magnetic field 22 is constructed accordingly.

Die Sensoranordnung 24 weist eine Vielzahl von Magnetfeldsensoren 25 auf, die in einem Sensorbereich 43 an einer zwischen der ersten und der zweiten Axialposition 39, 41 angeordneten, dritten Axialposition 44 auf einer die Kette umschlingenden Linie 26 angeordnet sind. Die Magnetfeldsensoren 25 sind z.B. als Hallsensoren ausgebildet.The sensor arrangement 24 comprises a plurality of magnetic field sensors 25, which are arranged in a sensor area 43 at a third axial position 44 located between the first and second axial positions 39, 41 on a line 26 encircling the chain. The magnetic field sensors 25 are, for example, designed as Hall sensors.

In 2 ist des Weiteren eine Längenmesseinrichtung 27 gestrichelt abgebildet, die durch die Vielzahl von Magnetfeldsensoren 53 realisiert ist, aus deren Daten die relative Weglänge zwischen der Vorrichtung 10 und der Kette 11 bestimmbar ist.In 2 Furthermore, a length measuring device 27 is shown in dashed lines, which is realized by the multitude of magnetic field sensors 53, from whose data the relative path length between the device 10 and the chain 11 can be determined.

3A zeigt einen Querschnitt der Sensoranordnung 24 beispielhaft. Die Magnetfeldsensoren 25 sind in dem in 3A gezeigten Beispiel auf einer kreisförmigen Linie 26 um die Kette 11 herum angeordnet. Die Magnetfeldsensoren 25 sind dabei äquidistant zueinander auf der Linie 26 angeordnet. 3A Figure 24 shows an example cross-section of the sensor arrangement 24. The magnetic field sensors 25 are located in the section shown. 3A The example shown is arranged on a circular line 26 around the chain 11. The magnetic field sensors 25 are arranged equidistant from each other on the line 26.

In 3A ist außerdem ein Beispiel der Führungseinrichtung 19 abgebildet. In dem hier abgebildeten Beispiel weist die Führungseinrichtung 19 ein Führungselement 46 auf, in welchem ein kreuzförmiges Durchgangsloch 47 ausgebildet ist. Die einzelnen Kettenglieder 12 der Kette 11 sind in dem kreuzförmigen Durchgangsloch 47 geführt. Die Flanken des Durchgangslochs 47 bilden dabei Führungsflächen 48 für die einzelnen Kettenglieder 12. Die Abmessungen des Durchgangslochs 47 sind an die Abmessung der Kettenglieder angepasst, wobei das Durchgangsloch eine spielbehaftete Passung zu der Kette 11 aufweist.In 3A An example of the guide device 19 is also shown. In the example shown here, the guide device 19 has a guide element 46 in which a cross-shaped through-hole 47 is formed. The individual chain links 12 of the chain 11 are guided in the cross-shaped through-hole 47. The flanks of the through-hole 47 form guide surfaces 48 for the individual chain links 12. The dimensions of the through-hole 47 are adapted to the dimensions of the chain links, with the through-hole having a clearance fit with the chain 11.

Das Führungselement 46 kann austauschbar mit der Prüfungsvorrichtung 10 verbunden sein. Insbesondere kann die Prüfungsvorrichtung 10 viele verschiedene, unterschiedliche Elemente 46 aufweisen, die jeweils an unterschiedliche Ketten 11 angepasst sind.The guide element 46 can be interchangeably connected to the test device 10. In particular, the test device 10 can have many different elements 46, each adapted to different chains 11.

3B zeigt ein weiteres Beispiel für die Sensoranordnung 24 zusammen mit der Führungseinrichtung 19. Für das in 3B gezeigte Beispiel gilt das zuvor in Bezug auf 3 gesagte unter Bezugnahme auf die Bezugszeichen entsprechend. Das in 3B gezeigte Beispiel unterscheidet sich von dem in 3A gezeigten Beispiel dadurch, dass die Sensoranordnung 24 einerseits mehr Magnetfeldsensoren 25 aufweist, als das in 3A gezeigte Beispiel. Andererseits unterscheiden sich die beiden Beispiele dadurch, dass diese Magnetfeldsensoren 25 in 3B nicht auf einer kreisförmigen Umfangslinie 26, sondern auf eine an die Querschnittskontur der Kette 11 angepassten Linie 26 angeordnet sind. Die in 3B gezeigte Linie 26 ist insbesondere nicht kreisförmig. 3B Figure 1 shows another example of the sensor arrangement 24 together with the guide device 19. For the in 3B The example shown, the same applies as before with regard to 3 said with reference to the reference marks accordingly. The in 3B The example shown differs from the one in 3A The example shown is characterized by the fact that the sensor arrangement 24 has more magnetic field sensors 25 than the one in 3A The example shown. On the other hand, the two examples differ in that these magnetic field sensors are 25 in 3B are not arranged on a circular circumferential line 26, but on a line 26 adapted to the cross-sectional contour of the chain 11. The in 3B Line 26 shown is not circular.

4 zeigt schematisch die Signalverarbeitung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Die Messdaten 31 der Magnetfeldsensoren 25 sowie die Weglängen 33 der Längenmesseinrichtung 27 werden von der Auswerteeinheit 30 empfangen. Die Auswerteeinheit 30 kann dazu eingerichtet sein, die empfangenen Daten derart zu fusionieren, dass eine wenigstens dreidimensionale Messabbildung 52 der erfassten magnetischen Feldstärke in Umfangsrichtung 32 und in Längsrichtung 33 der Kette 11 erzeugt wird. Die Auswerteeinheit 30 ist außerdem dazu eingerichtet, in der dreidimensionalen Messabbildung 52 Fehlmuster 49 zu erkennen. In dem in 4 gezeigten Beispiel sind mehrere reguläre Muster 50 abgebildet, die sich aufgrund der Ösen der einzelnen Kettenglieder 12 im Zusammenhang mit der Relativbewegung ergeben. Außerdem ist in 4 ein Fehlmuster 49 gezeigt, welches auf einen Riss in einem Kettenglied 12 hindeutet. Informationen über das Fehlmuster 49 und die in den Messdaten 31, 33 erkannten Fehlstellen 34 kann von der Auswerteinheit 30 virtuell markiert. Diese Informationen oder auch die den Informationen zugrundeliegenden Rohdaten können in einer Speichereinrichtung 37 abgelegt und/oder über die Kommunikationsschnittstelle 35 beispielsweise an ein Benutzerendgerät 36 oder eine externe Recheneinrichtung, wie z.B. an einen Computer, einen Server oder Cloud, übertragen und dort verarbeitet, dargestellt oder gespeichert werden. 4 Figure 10 schematically shows the signal processing of the device 10 according to the invention. The measurement data 31 from the magnetic field sensors 25 and the path lengths 33 from the length measuring device 27 are received by the evaluation unit 30. The evaluation unit 30 can be configured to fuse the received data in such a way that at least a three-dimensional measurement image 52 of the detected magnetic field strength in the circumferential direction 32 and in the longitudinal direction 33 of the chain 11 is generated. The evaluation unit 30 is also configured to detect error patterns 49 in the three-dimensional measurement image 52. In the 4 The example shown depicts several regular patterns 50 that result from the eyelets of the individual chain links 12 in connection with the relative motion. Furthermore, in 4 A defect pattern 49 is shown, indicating a crack in a chain link 12. Information about the defect pattern 49 and the defects 34 detected in the measurement data 31, 33 can be virtually marked by the evaluation unit 30. This information, or the raw data underlying the information, can be stored in a storage device 37 and/or transmitted via the communication interface 35, for example, to a user terminal 36 or an external computing device, such as a computer, a server, or cloud, where it can be processed, displayed, or stored.

Die 5A, 5B, 5C, 5D und 5E zeigen mehrere unterschiedliche Beispiele von Fehlstellen 34 in einem Kettenglied 12 der Kette 11. In 5A weist eines der Kettenglieder 12 eine Einkerbung 34 auf. Die Einkerbung hat in dem in 5A gezeigten Beispiel noch keine Auswirkung auf die Kettengliedlänge 51. Sie kann aber mittels der Vorrichtung 10 bereits frühzeitig erfasst und erkannt werden. 5B zeigt eine Fehlstelle 34, bei der ein Kettenglied 12 vollständig gerissen ist. Auch bei dem in 5B gezeigten Beispiel ist die Kettengliedlänge 51 des betroffenen Kettenglieds 12 noch nicht vergrößert. 5C zeigt ebenfalls einen Riss als Fehlstelle 34, wobei jedoch die Kettengliedlänge 51 in dem hier gezeigten Beispiel vergrößert gegenüber der regulären Kettengliedlänge ist. 5D zeigt außerdem eine Fehlstelle, bei dem ein Kettenglied 12 verbogen ist. Auch diese Fehlstelle zeichnet sich in der Messabbildung 52 durch ein charakteristisches Fehlmuster 49 aus. 5E zeigt außerdem ein Beispiel der Kette 11, bei dem es zu einer Längung einzelner Kettenglieder 12 gekommen ist. Auch die Längung 34 der einzelnen Kettenglieder 12 ist in der Messabbildung 52 als Fehlmuster 49 erkennbar.The 5A , 5B , 5C , 5D and 5E show several different examples of defects 34 in a chain link 12 of the chain 11. In 5A One of the chain links 12 has a notch 34. The notch has in the 5A The example shown has no effect on the chain link length 51. However, it can be detected and recognized at an early stage using the device 10. 5B shows a defect 34 where a chain link 12 is completely broken. Also in the 5B In the example shown, the chain link length 51 of the affected chain link 12 has not yet been increased. 5C also shows a crack as defect 34, but the chain link length 51 in the example shown here is increased compared to the regular chain link length. 5D The figure also shows a defect where a chain link 12 is bent. This defect is also characterized by a characteristic defect pattern 49 in measurement figure 52. 5E Figure 52 also shows an example of chain 11, in which individual chain links 12 have elongated. The elongation 34 of the individual chain links 12 is also visible as a defect 49 in measurement figure 52.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 10 und ein Verfahren zur zerstörungsfreien, magnetischen Prüfung einer Kette 11 mit mehreren Kettengliedern 12, die mittels einer Führungseinrichtung 19 durch eine Magnetanordnung 20 an einem Axialabschnitt 21 hindurchgeführt wird, wobei in dem Axialabschnitt 21 eine Sensoranordnung 24 mit einer Vielzahl von Magnetfeldsensoren 25 angeordnet ist. Die Magnetfeldsensoren 25 sind auf einer die Kette 11 umschlingende Linie 26 angeordnet. Die Vorrichtung 10 weist außerdem eine Längenmesseinrichtung 27auf, die dazu eingerichtet ist, beispielsweise über ein Messrad oder über zusätzliche in Kettenrichtung 45a angeordnete Magnetfeldsensoren, die Weglänge der Kette relativ zur Vorrichtung 10 oder umgekehrt zu erfassen. Die Vorrichtung weist außerdem eine Auswerteeinheit 30 auf, die dazu eingerichtet ist, die Messdaten in den Magnetfeldsensoren zu empfangen, diese einer Umfangsposition und der erfassten Weglänge ortsaufgelöst zuzuordnen und in den ortsaufgelösten Messdaten Fehlstellen der Kette 11 zu detektieren.The invention relates to a device 10 and a method for the non-destructive, magnetic testing of a chain 11 with several chain links 12, which is guided by means of a guide device 19 through a magnet arrangement 20 on an axial section 21, wherein a sensor arrangement 24 with a plurality of magnetic field sensors 25 is arranged in the axial section 21. The magnetic field sensors 25 are arranged on a line 26 encircling the chain 11. The device 10 also includes a length measuring device 27, which is configured to detect the path length of the chain relative to the device 10 or vice versa, for example via a measuring wheel or via additional magnetic field sensors arranged in the chain direction 45a. The device also includes an evaluation unit 30, which is configured to receive the measurement data in the magnetic field sensors, to assign this data to a circumferential position and the detected path length with spatial resolution, and to display it in the spatially resolved measurement data to detect defects in chain 11.

Bezugszeichen:Reference symbol:

1010
Vorrichtungdevice
1111
KetteChain
1212
Kettengliedchain link
1313
GehäuseHousing
1414
obere Gehäuseschaleupper case shell
1515
untere Gehäuseschalelower case shell
1616
erste Seite des Gehäusesfirst side of the case
1717
zweite Seite des Gehäusessecond side of the case
1818
PrüfdurchgangsbohrungTest bore
1919
Führungseinrichtung (Führungselement)Control device (control element)
2020
MagnetanordnungMagnetic arrangement
2121
AxialabschnittAxial section
2222
MagnetfeldMagnetic field
2323
Relativbewegung zwischen Vorrichtung und KetteRelative movement between device and chain
2424
SensoranordnungSensor arrangement
2525
MagnetfeldsensorenMagnetic field sensors
2626
Linieline
2727
LängenmesseinrichtungLength measuring device
2828
MessradMeasuring wheel
2929
Armarm
3030
AuswertemesseinheitEvaluation measuring unit
3131
MessdatenMeasurement data
3232
UmfangspositionScope position
3333
Weglängedistance
3434
FehlstelleDefect
3535
KommunikationsschnittstelleCommunication interface
3636
Benutzerendgerätuser device
3737
SpeichereinrichtungStorage device
3838
erster Magnetbereichfirst magnetic area
3939
erste Axialpositionfirst axial position
4040
zweiter Magnetbereichsecond magnetic area
4141
zweite Axialpositionsecond axial position
4242
Jochyoke
4343
SensorbereichSensor area
4444
dritte Axialpositionthird axial position
45a45a
Längsrichtung der KetteLongitudinal direction of the chain
45b45b
Querrichtung der Kettetransverse direction of the chain
4646
FührungselementGuide element
4747
DurchgangslochThrough hole
4848
FührungsflächenGuide surfaces
4949
FehlmusterMisprint
5050
reguläres Musterregular pattern
5151
Kettengliedlängechain link length
5252
MessabbildungMeasurement image

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was automatically generated and is included solely for the reader's convenience. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA accepts no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10 2014 225 834 B4 [0003]DE 10 2014 225 834 B4 [0003]
  • DE 10 2016 015 364 A1 [0004]DE 10 2016 015 364 A1 [0004]

Claims (15)

Vorrichtung (10) zur magnetischen Prüfung einer Kette (11) mit mehreren Kettengliedern (12), wobei die Vorrichtung (10) an einem Axialabschnitt (21) der Kette (11) anordenbar und relativ zur Kette (11) oder umgekehrt die Kette (11) relativ zur Vorrichtung (10) in Längsrichtung (45a) der Kette (11) bewegbar ist, aufweisend: - eine Magnetanordnung mit mehreren Magneten, die dazu eingerichtet sind, ein Magnetfeld (22) in einem Axialabschnitt (21), vorzugsweise in Längsrichtung (45a), auszubilden; - eine Führungseinrichtung (19) zur Führung der Kette (11); - eine Sensoranordnung (24) mit einer Vielzahl von Magnetfeldsensoren (25), die in einem Sensorbereich (43) an einer zwischen der ersten und der zweiten Axialposition (41) angeordneten, dritten Axialposition (44) des Axialabschnitts (21) auf einer die Kette (11) umschlingenden Linie (26) angeordnet sind; - eine Längenmesseinrichtung (27), die zur Bestimmung der relativen Weglänge (33) zwischen der Sensoranordnung (24) und der Kette (11) eingerichtet ist; und - eine Auswerteeinheit (30), die dazu eingerichtet ist, Messdaten (31) der Magnetfeldsensoren (25) zu empfangen, diese einer Umfangsposition (32) und der erfassten Weglänge (33) ortsaufgelöst zuzuordnen, und in den ortsaufgelösten Messdaten (31) Fehlstellen (34) der Kette (11) zu detektieren.Device (10) for the magnetic testing of a chain (11) with multiple chain links (12), wherein the device (10) can be arranged on an axial section (21) of the chain (11) and is movable relative to the chain (11), or conversely, the chain (11) is movable relative to the device (10) in the longitudinal direction (45a) of the chain (11), comprising: - a magnet arrangement with multiple magnets configured to generate a magnetic field (22) in an axial section (21), preferably in the longitudinal direction (45a); - a guide device (19) for guiding the chain (11); - a sensor arrangement (24) with a plurality of magnetic field sensors (25) arranged in a sensor area (43) at a third axial position (44) of the axial section (21) located between the first and second axial positions (41) on a line (26) encircling the chain (11); - a length measuring device (27) configured to determine the relative path length (33) between the sensor arrangement (24) and the chain (11); and - an evaluation unit (30) configured to receive measurement data (31) from the magnetic field sensors (25), to spatially assign these data to a circumferential position (32) and the measured path length (33), and to detect defects (34) in the chain (11) in the spatially resolved measurement data (31). Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die die Kette (11) umschlingende Linie (26), auf der die Magnetfeldsensoren (25) der Sensoranordnung angeordnet sind, an einen Lichtraum der Kette (11) in Querrichtung (45b) der Kette (11) angepasst ist.Device (10) according Claim 1 , characterized in that the line (26) encircling the chain (11), on which the magnetic field sensors (25) of the sensor arrangement are arranged, is adapted to a light space of the chain (11) in the transverse direction (45b) of the chain (11). Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (19) mehreren Führungsflächen (48) aufweist, an denen die Kettenglieder (12) der Kette (11) geführt sind.Device (10) according Claim 1 or 2 , characterized in that the guide device (19) has several guide surfaces (48) on which the chain links (12) of the chain (11) are guided. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinrichtung (19) mindestens ein Führungselement (19) aufweist, wobei in dem Führungselement (19) ein Durchgangsloch (47) ausgebildet ist, dessen Flanken die Führungsflächen (48) für die Kettenglieder (12) der Kette (11) bilden.Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the guide device (19) has at least one guide element (19), wherein a through hole (47) is formed in the guide element (19), the flanks of which form the guide surfaces (48) for the chain links (12) of the chain (11). Vorrichtung (10) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontur des Durchgangslochs (47) an die in Querrichtung aufsummierten Umrisse mindestens zweier Kettenglieder (12) angepasst ist.Device (10) according to Claim 4 , characterized in that a contour of the through-hole (47) is adapted to the transversely summed outlines of at least two chain links (12). Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) ein öffenbares Gehäuse (13) aufweist, in welchem eine Prüfdurchgangsbohrung (18) ausgebildet ist, die sich von einer ersten Seite (16) des Gehäuses (13) zu einer gegenüberliegenden, zweiten Seite (17) des Gehäuses (13) hin erstreckt.Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the device (10) has an openable housing (13) in which a test through-hole (18) is formed, which extends from a first side (16) of the housing (13) to an opposite, second side (17) of the housing (13). Vorrichtung (10) nach einem Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass, die Magnetanordnung (20) und die Sensoranordnung (24) in dem Gehäuse (13) untergebracht und zumindest teilweise um die Prüfdurchgangsbohrung (18) herum angeordnet sind, wobei die Führungseinrichtung (19) vorzugsweise zumindest teilweise in der Prüfdurchgangsbohrung (18) angeordnet ist.Device (10) according to a Claim 6 , characterized in that the magnet arrangement (20) and the sensor arrangement (24) are housed in the housing (13) and are arranged at least partially around the test passage bore (18), wherein the guide device (19) is preferably arranged at least partially in the test passage bore (18). Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit dazu eingerichtet ist, die Messdaten (31) der Magnetfeldsensoren (25) mit der erfassten Weglänge (33) der Längenmesseinrichtung (27) derart zu fusionieren, dass eine wenigstens dreidimensionale Messabbildung der erfassten, magnetischen Feldstärke in Umfangsrichtung und in Längsrichtung der Kette (11) erzeugbar ist.Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit is configured to fuse the measurement data (31) of the magnetic field sensors (25) with the detected path length (33) of the length measuring device (27) in such a way that at least a three-dimensional measurement image of the detected magnetic field strength in the circumferential direction and in the longitudinal direction of the chain (11) can be generated. Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswerteeinheit (30) dazu eingerichtet ist, in der dreidimensionalen Messabbildung (52) Fehlmuster (49) zu erkennen, die auf eine Fehlstelle (49) in der Kette (11) hindeuten.Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the evaluation unit (30) is configured to detect error patterns (49) in the three-dimensional measurement image (52) which indicate a defect (49) in the chain (11). Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenmesseinrichtung (27) mindestens ein Messrad (28) oder Magnetfeldsensoren (53) in Kettenrichtung (45a) aufweist, das dazu einrichtet ist, auf den Kettengliedern (12) der Kette (11) bei Relativbewegungen zwischen der Vorrichtung (10) und der Kette (11) abzurollen oder zu erfassen.Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the length measuring device (27) has at least one measuring wheel (28) or magnetic field sensors (53) in the chain direction (45a), which is configured to roll on or detect on the chain links (12) of the chain (11) during relative movements between the device (10) and the chain (11). Vorrichtung (10 nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrad (28) der Längenmesseinrichtung (27) außerhalb des Gehäuses (13) der Vorrichtung (10) derart anordenbar ist, dass das Messrad (28) auf den Kettengliedrücken (12) der Kettenglieder (12) abrollbar ist, die in eine gleiche Richtung ausgerichtet sind.Device (10 after Claim 10 , characterized in that the measuring wheel (28) of the length measuring device (27) can be arranged outside the housing (13) of the device (10) in such a way that the measuring wheel (28) can roll on the chain link back (12) of the chain links (12) which are aligned in the same direction. Vorrichtung (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Messrad (28) der Längenmesseinrichtung (27) derart anordenbar ist, dass das Messrad (28) in einer aus den alternierend ausgerichteten Kettengliedern (12) im Lichtraum der Kette in Querrichtung gebildeten Furche abrollbar ist.Device (10) according Claim 10 , characterized in that the measuring wheel (28) of the length measuring device (27) can be arranged such that the measuring wheel (28) can be rolled in a groove formed by the alternately aligned chain links (12) in the clearance space of the chain in the transverse direction. Vorrichtung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Radius des Messrads (28) größer als die Länge der einzelnen Kettenglieder (12) ist.Device (10) according to one of the Claims 1 until 12 , characterized in that the radius of the measuring wheel (28) is greater than the length of the individual chain links (12). Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) außerdem eine Speichereinheit (37) und eine Kommunikationsschnittstelle (35) aufweist, die dazu eingerichtet sind, die Messdaten (31) der Sensoranordnung (24) und der Längenmesseinrichtung (27) bedarfsweise zwischenzuspeichern und diese an die Auswerteeinheit (30) zu senden.Device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the device (10) also has a storage unit (37) and a communication interface (35) which are configured to temporarily store the measurement data (31) of the sensor arrangement (24) and the length measuring device (27) as required and to send these to the evaluation unit (30). Verfahren zur magnetischen Prüfung einer Kette (11), umfassend: - Anordnen der zu prüfenden Kette (11) in einem Axialabschnitt (21), in dem ein Magnetfeld (22) ausgebildet ist, wobei sich die Kette (11) vorzugsweise längs in dem ausgebildeten Magnetfeld erstreckt; - Erfassen der Magnetfeldstärke mit einer Vielzahl von Magnetfeldsensoren (25) einer Sensoranordnung (24) in einem Sensorbereich (43) an einer zwischen der ersten und der zweiten Axialposition (41) angeordneten, dritten Axialposition (44) des Axialabschnitts (21) auf einer die Kette (11) umschlingenden Linie (26); - Bestimmen der relativen Weglänge (33) zwischen der Sensoranordnung (24) und der Kette (11); - Zuordnen der Messdaten (31) der Magnetfeldsensoren (25) zu einer Umfangsposition (32) und der erfassten Weglänge (33) und vorzugsweise Erstellen einer zugeordneten, ortsaufgelösten Messabbildung (52); sowie - Detektieren von Fehlstellen (48) der Kette (11) in den zugeordneten Messdaten (31).A method for the magnetic testing of a chain (11), comprising: - Arranging the chain (11) to be tested in an axial section (21) in which a magnetic field (22) is formed, wherein the chain (11) preferably extends longitudinally in the formed magnetic field; - Detecting the magnetic field strength with a plurality of magnetic field sensors (25) of a sensor arrangement (24) in a sensor area (43) at a third axial position (44) of the axial section (21) located between the first and second axial positions (41) on a line (26) encircling the chain (11); - Determining the relative path length (33) between the sensor arrangement (24) and the chain (11); - Assigning the measurement data (31) of the magnetic field sensors (25) to a circumferential position (32) and the detected path length (33) and preferably creating an associated, spatially resolved measurement image (52); as well as - Detecting defects (48) in the chain (11) in the associated measurement data (31).
DE102024125072.0A 2024-09-03 2024-09-03 Device and method for the non-destructive magnetic testing of a chain Granted DE102024125072A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024125072.0A DE102024125072A1 (en) 2024-09-03 2024-09-03 Device and method for the non-destructive magnetic testing of a chain

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102024125072.0A DE102024125072A1 (en) 2024-09-03 2024-09-03 Device and method for the non-destructive magnetic testing of a chain

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102024125072A1 true DE102024125072A1 (en) 2026-03-05

Family

ID=98775474

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102024125072.0A Granted DE102024125072A1 (en) 2024-09-03 2024-09-03 Device and method for the non-destructive magnetic testing of a chain

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102024125072A1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3821070A1 (en) * 1987-06-25 1989-01-12 Coal Industry Patents Ltd DEVICE FOR THE NON-DESTRUCTIVE EXAMINATION OF LONG STRETCHED, MAGNETICALLY CONDUCTING ELEMENTS
US5321356A (en) * 1992-05-26 1994-06-14 Ndt Technologies, Inc. Magnetic inspection device for elongated objects and inspection method
WO2015030600A1 (en) * 2013-08-28 2015-03-05 Aker Solutions Mmo As Condition monitoring system
DE102016015364A1 (en) 2016-12-16 2018-07-05 Technische Universität Ilmenau Method and arrangement for determining the geometric characteristics of chain links and link chains
DE102019004240A1 (en) * 2019-06-18 2020-12-24 Mike Pfennig Device for testing steel wire ropes and procedure for its use
KR20210105167A (en) * 2020-02-18 2021-08-26 김주원 Chanin diagnostic apparatus and method
DE102014225834B4 (en) 2014-09-25 2021-08-26 Hyundai Motor Company Drive chain elongation testing system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3821070A1 (en) * 1987-06-25 1989-01-12 Coal Industry Patents Ltd DEVICE FOR THE NON-DESTRUCTIVE EXAMINATION OF LONG STRETCHED, MAGNETICALLY CONDUCTING ELEMENTS
US5321356A (en) * 1992-05-26 1994-06-14 Ndt Technologies, Inc. Magnetic inspection device for elongated objects and inspection method
WO2015030600A1 (en) * 2013-08-28 2015-03-05 Aker Solutions Mmo As Condition monitoring system
DE102014225834B4 (en) 2014-09-25 2021-08-26 Hyundai Motor Company Drive chain elongation testing system
DE102016015364A1 (en) 2016-12-16 2018-07-05 Technische Universität Ilmenau Method and arrangement for determining the geometric characteristics of chain links and link chains
DE102019004240A1 (en) * 2019-06-18 2020-12-24 Mike Pfennig Device for testing steel wire ropes and procedure for its use
KR20210105167A (en) * 2020-02-18 2021-08-26 김주원 Chanin diagnostic apparatus and method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2037227B1 (en) Method and device for determining the position of a vehicle
WO2005023688A1 (en) Control device for a conveyor
DE112014006253T5 (en) Tool shape measuring device and tool shape measuring method
DE102019004240B4 (en) Apparatus for testing steel wire ropes and method for its use
DE102016107524B4 (en) Method for detecting the position of a mask holder on a measuring table
DE102018121481A1 (en) Distance measuring system and distance measuring method
DE102018203884A1 (en) Position determining device and method for determining a position
DE102017126495B4 (en) Calibration of a stationary camera system for position detection of a mobile robot
DE102021107899A1 (en) CHAIN SENSOR DEVICE AND METHOD FOR DETERMINING WEAR
DE102019206797A1 (en) Method and device for determining a bevel property of a workpiece bevel and program
DE10347608B4 (en) Angular coded measuring marks
DE102024125072A1 (en) Device and method for the non-destructive magnetic testing of a chain
DE102021107895A1 (en) CHAIN SENSOR DEVICE AND METHOD OF DETERMINING WEAR
DE102017122627A1 (en) Optical measuring system and measuring method
DE102021002570A1 (en) Calibration device for calibrating sensors
EP4370875B1 (en) Position encoder system and method of determining the read head position in a position encoder system
DE102005055905A1 (en) Length measurement arrangement with a magnetic scale with opposite magnetization
DE19941683C2 (en) Measuring device for determining the torque-related torsion angle of a shaft
EP3961159B1 (en) Position measuring device
DE19545631A1 (en) Evaluation of measuring value indicator, of analogue indicating instrument esp. for water meters
DE102018217395A1 (en) Method for determining the value of radar measurement values for determining an occupancy status of a parking space
WO2010142536A1 (en) Method and device for determining the position of a body in a machine
DE102008062458B4 (en) Measuring method for laser-based measurement of workpieces, assemblies and tools
DE102007017675A1 (en) Component e.g. body component, measuring device e.g. coordinate measuring machine, has data processing unit, where three dimensional model of component is evaluated by unit and integrated computer program from detected frames of component
DE102021113446B4 (en) Feed system-specific position deviation measuring method

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division