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 chainInfo
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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
Die
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.
- - 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.
-
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.
Die Vorrichtung 10 oder die Kette 11 können relativ zueinander entlang einer Längsrichtung 45a der Kette 11 bewegt werden, was in
Falls die Längenmesseinrichtung durch eine Vielzahl an Magnetfeldsensoren 53 ausgebildet ist, sind diese in Längsrichtung 45a der Kette 11 angeordnet, wie in
In
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
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
In
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.
Die
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
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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)
Priority Applications (1)
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Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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Family Applications (1)
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