Bei Al-Kolben für hochbelastete Motoren wird ein Ringträger aus Grauguß eingegossen. Die Bindung dieses Ringträgers mit dem übrigen Kolbenmaterial wird zerstörungsfrei mit Ultraschall geprüft.

Man unterscheidet zwei Prüfmethoden:

• Prüfung in Durchschallung mit Nutenprüfköpfen (Bild 1 links).
• Prüfung mit Senkrechtprüfköpfen in Winkeleinschallung mit Oberflächenwellen (Bild 1rechts).

Beide Methoden werden heute angewandt, liefern jedoch unterschiedliche Aussagen. Die Untersuchung mit Nutenprüfköpfen ergibt Erkenntnisse über die Qualität der Bindung im Nuteninneren. Die Winkeleinschallung weist vor allem Bindefehler, die von der Oberfläche ausgehen, nach. Zusätzlich zur Bindungsprüfung der Oberflanke und Unterflanke wird mit einem Senkrechtprüfkopf in Impulsreflexion die Bindung im Ringträgerrücken überprüft. Da die Produktionsstückzahlen bei Kolben (ca. 500 Stück pro Stunde) hoch sind, wurde schon frühzeitig die Forderung nach einer Automatisierung dieser Prüfung erhoben. Das führte zur Entwicklung eines Prüfautomaten, der mit der Produktion der Kolben verkettet werden kann und so automatischen Betrieb ermöglicht. Die im folgenden vorgestellte Prüfanlage arbeitet mit Nutenprüfköpfen, kann jedoch auch mit Senkrechtprüfköpfen in Winkeleinschallung betrieben werden. Auch der gleichzeitige Einsatz beider Prüfmethoden ist möglich. Die Prüfanlage (Bild 2) besteht aus den folgenden Komponenten:


Fig.2: Die Prüfanlage.

• Prüfmechanik mit Zu- und Abführbändern.
• Geräte- und Auswerteschrank mit 8-kanaligem Ultraschallprüfsystem, PC- kompatiblem Auswerterechner und der Steuerung.
Der Prüfablauf ist wie folgt:
über ein getaktetes Förderband werden die Kolben in die Prüfstation gefahren und mit einem Doppelgreifersystem (Bild 3) in die Wanne abgesenkt. Nach Erreichender Prüfposition (Bild 4) werden die Nutenprüfköpfe eingeschwenkt, der Kolben wird in Drehung versetzt, und die Prüfung wird gestartet. Während einer Umdrehung des Kolbens werden 1000 Meßimpulse ausgelöst, d.h.: pro 0,36 Grad erfolgt ein Prüfimpuls. Jedes Prüfergebnis wird in den Rechner übertragen und abgespeichert. Anschließend erfolgt eine Bewertung entsprechend der voreingestellten Auswertekriterien:

Fig.3: Prüfstation mit einem Doppelgreifersystem (21k)

Fig.4: Prüfposition (13k)

• Länge und Zahl der Einzelfehler
• Länge des Summenfehlers
• Überlappung von Bindefehlern zwischen Oberflanke und Unterflanke

Anhand des Prüfergebnisses wird der Kolben als GUT oder als SCHLECHTklassifiziert. Der Rechner erfaßt die Anzahl der geprüften Kolben, unterschieden nach GUT und SCHLECHT, und erstellt auf Wunsch ein Schichtprotokoll. Eine Abwicklung des Kolbenumfangs mit Darstellung der Fehlerbereiche kann ausgedruckt werden. Nach der Ultraschallprüfung - ca. 8 sec pro Kolben - erfolgt die entsprechende Sortierung und der automatische Weitertransport.

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