Die Prüfanlage

Die Fraunhofer-Technologie-Entwick- lungsgruppe und das Fraunhofer- Institut für zerstörungsfreie Prüf- verfahren haben in enger Zusammen- arbeit eine automatische Anlage zur Ultraschallprüfung von Radreifen und Vollräder entwickelt. Die Anlage zeichnet sich durch folgende Eigenschaften aus:

• Prüfempfindlichkeit entsprechend den gängigen Normen
• Prüfung entspr. Normenentwurf "Räder Produktanforderungen" CEN/TC256/SC2/WG1 1
• 100 % Prüfung des Volumens
• sichere Erkennung von Rissen durch Schrägeinschallung
• automatische Signalauswertung
• Bedienung über menuegeführte Benutzeroberfläche
• Kennzeichnung der Fehlerposition
• bedarfsgerechte Prüfdokumentation und Speicherung der Ergebnisse auf Medien
• exakte Reproduzierbarkeit durch automatisierte Prüfkopfmechanik und Positionserfassung
• Eignung für ein umfangreiches Produktspektrum
• vollautomatische Handhabung der Räder
• Integration in den automatischen Produktionsprozeß
• Eignung für den Einsatz im Produktionsumfeld durch robuste und wartungsfreundliche Auslegung
• hohe Wirtschaftlichkeit durch geringe Betriebskosten und schnelle Amortisation
• schnelle Verfügbarkeit durch abgeschlossene Entwicklung
• Lieferung zu Festpreiskonditionen

Die Handhabungstechnik

Das Rad wird an einer definierten Position in der Produktion übernommen und durch einen Lader in der Prüfposition abgelegt. In der um 120 gegenüber der Senkrechten geneigten Prüfposition wird das Rad von zwei Auflagerollen und drei Stützrollen gehalten. Während der Drehung des Rades wird das Volumen von Rad- und Spurkranz ggf. von Scheibe und Nabe überprüft. Nach der Prüfung können fehlerhafte Stellen markiert oder bedarfsweise eine Nachprüfung vorgenommen werden. Nach dem abgeschlossenen Prüfvorgang wird das Rad an einer definierten Position in der Produktion bereitgestellt.

Die Prüfkopfmechanik

Die Prüfkopfmechanik bietet die Möglichkeit die einzelnen Prüfköpfe unabhängig voneinander einzustellen. Die Senkrecht- und Winkeleinschallköpfe können um zwei Achsen drehen. So wird eine optimale Fehlererkennung ermöglicht. Zur Anpassung an die erforderliche Prüfbreite können einerseits Prüfköpfe unterschiedlicher Abmessungen verwendet, anderseits deren Position verändert werden. Die exakte Positionierung der Prüfköpfe an den Kontaktflächen erfolgt über Rollen, die an Stirn- und Lauffläche anliegen. Die gesamte Prüfkopfhalterung ist mit mehreren Freiheitsgraden ausgestattet. Positionsabweichungen des Rades und unterschiedliche Radabmessungen lassen sich so problemlos ausgleichen.

UItraschallprüfsystem

Das Ultraschallprüfsystem arbeitet mit piezoelektrischen Prüfköpfen in Tauchtechnik. Die Einschallung erfolgt a-. mit Normalprüfköpfen senkrecht zur Lauffläche und senkrecht zur Stirnfläche ( siehe Abb. 3, 4) und b: mit Schrägeinschallung, ebenfalls von der Lauffläche und der Stirnfläche, wobei ein Prüfkopf schräg in den Spurkranz schallt. Nachgewiesen werden Fehler im Volumen des Radund Spurkranzes sowie zusätzlich bei Radreifen Fehler ausgehend von der inneren Mantelfläche.
Bei Vollrädern wird zusätzlich der Bereich der Nabe von zwei Richtungen in Senkrecht-Einschallung und der Bereich der Radscheibe in zwei Richtungen in Schrägeinschallung geprüft, siehe Abb.3, 4.
Um eine 100% Prüfung des Volumens bei Minimierung der Anzahl der Prüfköpfe zu erreichen werden Ultraschall-Breitstrahl-Prüfköpfe mit einer Frequenz von 4 MHz eingesetzt. Die Prüfempfindlichkeit wird entsprechend den gängigen Normen wie UIC 812, ISO 5948, ASTM A 504, AAR M107, BS 5892 an Testrädern mit künstlichen Referenzreflektoren (KSR 2 - 3 , Zylinderbohrungen) eingestellt. Das Prüfsystem ist für 16 Kanäle ausgelegt. Die Kanalzahl kann den jeweiligen Anforderungen angepaßt werden.

Das Ultraschall-Prüfsystem besteht aus einem Industrie PC und einer PC-basierten Ultraschalleinheit (Vierkanal-Sende-/Empfangs-, Datenerfassungs-Modul und einer Datenvorverarbeitungs-Einheit). Die Prüfergebnisse werden in einem online C-Bild auf dem Monitor dargestellt und in einem Prüfprotokoll dokumentiert.
Zur Befundanalyse kann die Position jedes Fehlers angefahren werden, wobei eine Analyse-Prüfung mit Hf-Dateneinzug möglich ist.

Die Prüftechnik

Hardware
Breitstrahlprüfköpfe
(6 x 35 mm-7 x 55 mm)
Frequenz 2-6 MHz
Prüfgeschwindigkeit 200 mm/s
Prüfschußabstand 1 mm
Industrie PC mit PCUS-40
Ultraschallprüfsystem
Schnittstelle zur Ankopplung SPS
Protokolldrucker

Software
menuegeführte Oberfläche
Windows NT
online C-Bild
Ethernet-Schnittstelle