DE102010041391A1

DE102010041391A1 - Prüfung des Zustandes einer Verbindung zwischen Bauteilen

Info

Publication number: DE102010041391A1
Application number: DE201010041391
Authority: DE
Inventors: Bernd Kidler; Bernhard Schneider
Original assignee: KIDLER SOLUTIONS GmbH; Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: KIDLER SOLUTIONS GmbH; Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2010-09-24
Filing date: 2010-09-24
Publication date: 2012-03-29
Also published as: WO2012038551A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Messanordnung zur Prüfung des Zustandes einer Verbindung (12) zwischen zwei oder mehr Bauteilen (10, 11), umfassend eine Vorrichtung (1) mit einem ersten Bauteil (10), und einem weiteren Bauteil (11), welches über eine Verbindung (12) mit dem ersten Bauteil (10) verbunden ist, und einen Sensor (20) insbesondere eine Folie oder eine Piezokeramik zum Erfassen von Körperschallschwingungen in einem der Bauteile (10, 11) oder in der Vorrichtung oder in einer Haltevorrichtung in Verbindung mit der Vorrichtung und/oder einem der Bauteile mittels des piezoelektrischen Effekts oder der Veränderung der Kapazität, wobei die Messanordnung so eingerichtet ist, dass sie zur Prüfung des Zustandes der Verbindung (12) zwischen den Bauteilen (10, 11) Körperschallschwingungen in einem normalen Betrieb der Vorrichtung (1) misst.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Prüfung des Zustandes einer Verbindung zwischen zwei oder mehr Bauteilen.
Bauteile können kraft-(z. B. Klammern), form-(z. B. Schrauben) oder stoffschlüssig (Schweißen oder Kleben) miteinander verbunden werden. Solche Verbindungen können sich teilweise oder vollständig lösen, oft, ohne dass dies gewollt ist. So können sich z. B. Schraubverbindungen durch Vibrationen lockern und lösen oder form- und stoffschlüssige Verbindungen können durch Lasteinwirkung beschädigt oder zerstört werden. Alterung und/oder Korrosion von Bauteilen und Verbindungsmaterialien kann ebenfalls zu einer Schwächung oder Zerstörung von Verbindungen führen.
Es sind jeweils die Einflüsse zu bedenken, denen Bauteile und Verbindungen ausgesetzt sind. Krananlagen erfahren im Wesentlichen statische Belastung, aber auch Witterungseinflüsse wie Regen, Schnee und Wind sowie Sonneneinstrahlung. Elektronische Bauteile unterliegen eher regelmäßigen Temperaturänderungen durch Ein- und Ausschalten sowie das Betreiben der Geräte. Lüfter oder andere elektrische Motoren verursachen andauernde leichte Vibrationen.
Um Veränderungen in den Verbindungen zwischen z. B. einzelnen Stahlträgern eines Krans oder einer Platine im elektrischen Gerät und ihren Komponenten festzustellen, bevor diese im kritischen Maße geschwächt oder zerstört sind, können verschiedene Messverfahren eingesetzt werden. Diese werden teilweise nur direkt nach der Herstellung der zu prüfenden Verbindung, d. h. im Rahmen einer Qualitätskontrolle am Ende der Fertigung, angewendet. Teilweise erfolgen auch Prüfungen der Verbindung in ihrem eingesetzten Zustand, z. B. im Rahmen einer regelmäßigen Inspektion.
Als Prüfverfahren werden dabei bevorzugt zerstörungsfreie Verfahren eingesetzt, d. h. Verfahren, die die zu prüfenden Verbindungen, Anlagen und Geräte nicht verändern. Zu diesen Verfahren zählen optische Verfahren zur Abtastung der Oberfläche z. B. auf Haarrisse, Verfahren unter Einsatz von elektromagnetischer Strahlung z. B. Röntgenstrahlung oder auch Verfahren, die Ultraschall einsetzen.
Allen zuvor beschriebenen Prüfungen des Zustandes der Verbindung zwischen Bauteilen ist gemeinsam, dass sie einen nicht unerheblichen Geräteaufwand erfordern. So benötigen optische Abtastverfahren eine entsprechende i. A. hochauflösende Kamera und eine Ausleuchtung der abzutastenden Bereiche. Bei einer Untersuchung mit Röntgenstrahlung werden eine entsprechende Strahlenquelle und ein Empfänger benötigt, der der Strahlenquelle gegenüber angeordnet ist. Erfolgt die Prüfung mit Schall, so muss dieser mittels einer Erregerquelle z. B. durch einen Shaker in das Bauteil eingeleitet und an einer anderen Stelle des Bauteils detektiert werden.
Ferner erfordert der Einsatz dieser Prüfverfahren die Zugänglichkeit zu den zu prüfenden Verbindungen der Bauteile. So erfordert der Einsatz einer Kamera einen freien Blick auf die zu prüfende Oberfläche, d. h. Verbindungen im Inneren eines Geräts können mit diesem Verfahren nur schwer oder gar nicht geprüft werden. Röntgenquelle und -empfänger müssen sich auch so um die zu prüfende Verbindung herum positionieren lassen, dass diese auch geprüft werden kann. Auch muss die Schwingungsanregung. zum einen so in das zu prüfende Bauteil eingeleitet werden, dass diese nicht durch die Schwingungen selbst beeinträchtigt wird und zum anderen so, dass die eingeleiteten Schwingungen an anderer Stelle mit der gewünschten Information über die Verbindungseigenschaften gemessen werden können.
Schließlich erfordern derartige Prüfverfahren i. A., dass der laufende Betrieb des zu prüfenden Systems unterbrochen und dieses in einen speziellen Prüfzustand versetzt wird, z. B. durch das Anbringen der Erregerquellen und Detektoren.
Aus „Nondestructive-Evaluation of Model Adhesive Joints by PVDF Piezoelectric Film Sensors", B. Tang, J. Mommaerts, R. K. Duncan, J. C. Duke, Jr. und D. A. Dillard, Experimental Mechanics, Springer Boston, Volume 33, Number 2/Juni 1993, Seiten 102 bis 109, sind Folien aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) bekannt, die bei entsprechender Polarisierung aufgrund ihres starken piezoelektrischen Effekts als Sensoren für nicht-zerstörende Untersuchungen eingesetzt werden. Diese PVDF-Folien antworten vergleichsweise günstig auf mechanischen Anregungen in einem großen Frequenzbereich von 0 Hz bis 1 GHz und weisen eine hohe Dämpfung auf. Dies ist vorteilhaft für den Einsatz mit dünnen Strukturen. Sie können als leichte und flexible Sensoren auf Strukturen dauerhaft aufgebracht werden mit nur minimalem Einfluss auf die Eigenschaften der Struktur. PVDF-Folien können daher als Sensoren eingesetzt werden, um die Stärke einer Verbindung zwischen Bauteilen zu messen, insbesondere den Grad der Aushärtung und das Vorhandensein von Porosität, Schädigungen und Auflösung der Verbindung. Derartige Messungen werden mittels einer externen Anregung der zu vermessenden Struktur bzw. Verbindung zur Durchführung der Messung z. B. durch das Fallenlassen eines Gewichts ausgeführt.
Aus der US 2010/0089161 A1 ist die Messung von Vibrationen zur Feststellung von Schäden einer geklebten Fügeverbindung bekannt. Dabei wird die zu vermessende Struktur bzw. Verbindung, z. B. die Fügestelle zwischen zwei Rohren einer Pipeline, durch z. B. einen Hammer zu Schwingungen angeregt. Die Antwort der Verbindung auf diese Anregung wird gemessen und zu einem Testsignal verarbeitet. Diesem Testsignal wird ein Schadensindex zugeordnet, welcher einem relativen Schaden der Verbindung in Relation zu einer unbeschädigten Verbindung entspricht.
In der DE 10 2005 033 899 A1 wird ein Verfahren zur Prüfung des Zustandes einer Verbindung zwischen zwei Baugruppen beschrieben. Dabei wird eine Lötverbindung mittels einer Kamera auf Alterungsmerkmale wie Veränderungen des Glanzeffekts oder der Oberflächenrauigkeit untersucht. Diese Messungen werden mindestens zu zwei Zeitpunkten durchgeführt. Die Veränderung der Alterungsmerkmale zwischen diesen zwei Zeitpunkten wird mit Alterungskurve verglichen, die dem erwarteten Alterungsverlauf der Lötverbindung entspricht. Aufgrund dieses erwarteten Verlaufs wird für die Lötverbindung das Überschreiten eines Schwellenwertes vorausgesagt, bei dem eine Ausfallsicherheit der Lötverbindung nicht mehr gewährleistet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfachere, praktikable Möglichkeit zu schaffen, den Zustand einer Verbindung zwischen Bauteilen im Betrieb auch an unzugänglicher Stelle zu prüfen.
Diese Aufgabe wird durch eine Messanordnung zur Prüfung des Zustandes einer Verbindung zwischen zwei oder mehr Bauteilen gelöst, diese umfasst
eine Vorrichtung mit
einem ersten Bauteil, und
einem weiteren Bauteil, welches über eine Verbindung mit dem ersten Bauteil verbunden ist, und
einen Sensor insbesondere eine Folie oder eine Piezokeramik
zum Erfassen von Körperschallschwingungen in einem der Bauteile oder in der Vorrichtung oder in einer Haltevorrichtung in Verbindung mit der Vorrichtung und/oder einem der Bauteile mittels des piezoelektrischen Effekts oder der Veränderung der Kapazität,
wobei die Messanordnung so eingerichtet ist, dass sie zur Prüfung des Zustandes der Verbindung zwischen den Bauteilen Körperschallschwingungen in einem normalen Betrieb der Vorrichtung misst.
Körperschall wird vielfach in Analogie zum Luftschall auf den „hörbaren” Frequenzbereich 16 Hz – 20 kHz eingegrenzt. Im Sinne dieses Textes erfasst der Begriff „Körperschall” alle Wellenformen, die sich – auch gleichzeitig – in einem festen Körper ausbreiten können. Dies sind insbesondere Longitudinal-, Transversal-, Biege-, Torsions-, Rayleigh- und LAMB-Wellen. Demzufolge betrifft der bevorzugte Frequenzbereich 0,001 Hz – 1 GHz für Körperschallwellen. Der weiter bevorzugte Frequenzbereich ist 0,05 Hz – 200 kHz. Der besonders bevorzugte Frequenzbereich für die Messungen dieser Anmeldung liegt im Bereich 1 Hz – 40 kHz.
Vorteilhaft ist bei dieser Messanordnung, dass sie auf eine gezielte Anregung von Körperschall zur Erzeugung eines Messsignals durch externe Vorrichtungen verzichtet. Vielmehr nutzt die erfindungsgemäße Messanordnung den Körperschall zur Erzeugung eines Messsignals, der alleine durch den Betrieb des Gesamtsystems auftritt. Auf diese Weise kann auf externe Geräte zur Einleitung von Schwingungen in die Vorrichtung wie z. B. einen Shaker vollständig verzichtet werden. Dies reduziert den Geräteaufwand zur Durchführung von Messungen zur Prüfung des Zustandes einer Verbindung zwischen Bauteilen gegenüber den bekannten Verfahren und Anordnungen, die nicht ohne eine gezielte Anregung zu Messzwecken auskommen.
In anderen Worten betrifft die erfindungsgemäße Messanordnung eine Vereinfachung bekannter Messverfahren zur Prüfung des Zustandes einer Verbindung zwischen Bauteilen dahingehend, dass lediglich die betriebsbedingten Körperschallschwingungen zur Prüfung des Zustands der Verbindung verwendet werden. Dass derartige Messungen mit Ergebnissen, die eine Aussage über den Zustand der Verbindung auch verlässlich zulassen, ohne die gezielte Anregung von Körperschallschwingungen zu eben diesem Messzweck möglich sind, war bisher nicht bekannt. Vielmehr wurde stets davon ausgegangen, dass die betriebsbedingten Körperschallschwingungen kein ausreichend scharfes Signal für eine derartige Messung liefern. Daher wurden derartige Messungen lediglich so durchgeführt, dass für diese Messung eine gezielte Anregung z. B. durch einen Impuls durch einen Schlag mit einem Hammer oder durch dass Fallenlassen eines Gewichts erzeugt wurde. Auch wurden bisher Anregungen in Form von Signalen wie z. B. einem Sweep z. B. mittels elektromagnetischer oder piezoelektrischer Aktoren auf eine zu prüfende Vorrichtung gegeben.
Alle diese Arten der Anregungen dienten speziell der Erzeugung eines Signals, welches ausreichend stark und schart ist, um von dem eingesetzten Sensor in einer solchen Qualität erfasst zu werden, dass aus diesem gemessenen Signal eine verlässliche Beurteilung des Zustandes einer Verbindung zwischen Bauteilen möglich ist.
Im Unterschied hierzu ist die erfindungsgemäße Messanordnung in der Lage, auch ohne eine gezielte Anregung von Körperschallschwingungen zu Messzwecken ein hinreichend scharfes Signal aufgrund lediglich der Anregung der Vorrichtung durch ihre eigenen betriebsbedingten Körperschallschwingungen zu erzeugen, um hierdurch den Zustand einer Verbindung zwischen Bauteilen eines Systems zu prüfen. Damit ist eine Beurteilung möglich, ob eine Verbindung Alterungserscheinungen zeigt oder sogar im Begriff befindlich ist, sich zu lösen oder zu versagen. Dabei erfolgt die Durchführung dieser Prüfung als zerstörungsfreies Prüfverfahren. Es kann fortlaufend – insbesondere im Betrieb – angewendet werden, um zu jedem Zeitpunkt des Bestehens der Verbindung über ihren aktuellen Zustand eine Aussage treffen oder auch eine Prognose über die zukünftige Entwicklung des Zustands der geprüften Verbindung abgeben zu können.
Auch kann es ein- oder mehrmalig direkt nach der Herstellung im Rahmen einer Qualitätskontrolle durchgeführt werden.
Dabei ist unter dem „normalen Betrieb einer Vorrichtung” zu verstehen, dass zumindest keine externe Anregung allein zum Zwecke der Durchführung der Messung erfolgt. Bevorzugt ist unter „normalem Betrieb” die bestimmungsgemäße Verwendung der Vorrichtung zu verstehen, d. h. der Einsatz gemäß des Zwecks unter entsprechend bestimmungsgemäßen Bedingungen im Unterschied zu einem bestimmten Mess-, Prüf- oder Vermessungsbetriebszustand, in den die Vorrichtung aus dem normalen Betrieb hineinversetzt und nach der Messung oder Prüfung wieder in den normalen Betrieb zurückversetzt werden müsste. Ein solcher normaler Betrieb ist z. B. bei einem Kraftfahrzeug die Fahrt oder auch der Stillstand bei laufendem Motor, bei einer Werkzeugmaschine der Bearbeitungsbetrieb oder auch ein Bereitschaftszustand hierzu, bei einer Windenergieanlage das Drehen der Rotorblätter zur Energieerzeugung oder bei einem Flugzeug das Rollen auf der Landebahn, das Starten und Landen oder der Flug bei laufenden Turbinen. Im Gegensatz hierzu ist ein Mess-, Prüf- oder Vermessungsbetriebszustand der o. g. Systeme insbesondere eine Situation, bei der sie zum Zwecke der Messung extern angeregt wird.
Hierbei ist die Verwendung einer Folie als Messwertaufnehmer des Sensors vorteilhaft, da Folien ein sehr geringes Gewicht aufweisen. Dies ist bei der Überwachung von Verbindungen während des laufenden Betriebs günstig, da dieser Betrieb nicht durch das Eigengewicht der Sensoren beeinflusst und damit das Messergebnis verfälscht wird. Desweiteren fassen sich Folien als Sensoren in nahezu beliebiger Größe und Form anwenden, d. h. sie können sehr einfach und kostengünstig an die jeweiligen Einsatzbedingungen angepasst werden. Ferner können sie dauerhaft oder auch temporär an bzw. in der Nähe von der Verbindung, die zu prüfen ist, angebracht werden. Auch können ein Sensor und eine Auswerteeinheit eine autarke Einheit bilden, d. h. es kann für diese Elemente eine eigene Energieversorgung, z. B. in Form einer Batterie, vorgesehen werden. Auch kann diese Einheit ihre Energieversorgung durch Induktion aufnehmen. Die Datenübertragung kann mittels einer drahtlosen Übertragung erfolgen. Dabei können Sensordaten kontinuierlich oder bei Bedarf übertragen werden, z. B. bei Abruf durch einen externen, bevorzugt mobilen, Sender und Empfänger wie einen mobilen Computer. Ebenso kann sich eine solche autarke Einheit selbst steuern, regeln und bzw. oder überwachen.
Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung ist die Verbindung eine Schweißverbindung, eine Klebverbindung oder eine Kombination von Klebverbindung mit Niet- oder Punktschweißverbindungen.
Gerade bei Klebverbindungen hat sich überraschend herausgestellt, dass ausreichend scharfe Messsignale zur Prüfung des Zustands der Verbindung zwischen Bauteilen auch ohne gezielte Anregung von Körperschallschwingungen durch zusätzliche Geräte erhalten werden können, d. h. dass gerade bei derartigen Verbindungen nur durch den normalen Betrieb der Vorrichtung Körperschallschwingungen erzeugt werden, die Messsignale in ausreichender Qualität erzeugen, um mittels dieser den Zustand einer Verbindung zwischen Bauteilen beurteilen zu können. Im Zweifelsfalls sind „Klebemittel” im Rahmen dieses Textes Klebstoffe nach der DIN EN 923.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Sensor bevorzugt in einem Abstand von min. 0,1 cm, bevorzugt min. 10 cm, weiter bevorzugt min. 100 cm von der Fügestelle appliziert. Durch diesen Abstand werden bei ausreichender Stärke und Schärfe des gemessenen Signals, die erforderlich sind, um mittels des gemessenen Signals die Prüfung des Zustands einer Verbindung zwischen Bauteilen durchführen zu können, weitere Anbringungsmöglichkeiten für den Sensor zur Verfügung gestellt.
Dabei hängt der Abstand zwischen Verbindung und Folie von der zu prüfenden Art und Geometrie der Verbindung ebenso ab wie von der Art, Größe und Geometrie des Gesamtsystems selbst. Ferner hängt der Abstand von der Art und Stärke der Anregung von Körperschallschwingungen ab, die im System im normalen Betrieb erzeugt werden. Sind die Quelle der Körperschallanregung und die Verbindung und Folie sehr weit voneinander entfernt, so wie z. B. die Turbinen eines Flugzeugs von einer Verbindung des Heckleitwerks, die zu prüfen ist, oder der Generator einer Windenergieanlage von einer Verbindung an einer Spitze eines Rotors oder einer Verbindung am Fuß des Fundaments der Windenergieanlage, so kann ein sehr geringer Abstand zwischen Verbindung und Folie erforderlich sein, um ein brauchbares Messsignal zu erhalten. Hingegen kann der Abstand etwas größer gewählt werden, wenn eine Verbindung in unmittelbarer Nähe zu einer Turbine eines Flugzeugs oder dem Generator einer Windenergieanlage geprüft werden soll. Sie kann zudem größer gewählt werden, wenn das Fügeteil, auf dem der Sensor appliziert wird, eine gute akustische Leitfähigkeit ausweist Eine bessere akustische Leitfähigkeit wird gegeben durch höhere Schallgeschwindigkeit des Materials, der Dicke bzw. das Volumens pro Längeneinheit, höhere Dichte, geringe Dämpfung etc..
Ferner ist bei der Bestimmung des Abstands zwischen Verbindung und Folie auch die Art der Folie zu berücksichtigen, da sich derartige Folien ebenfalls hinsichtlich ihrer Sensitivität, Signalbeständigkeit und Signalqualität unterscheiden können. Ebenso kann die Art und Weise, wie die Folie auf das Bauteil aufgebracht ist, Einfluss auf das Signal und damit auch auf den Abstand zwischen Verbindung und Folie haben. Als geeignet haben sich Folien erwiesen aus PVDF-Copolymeren, besonders geeignet sind PVDF-Folien. Die Sensitivität piezoelektrischer Folien wird neben dem verwendeten Material durch deren Volumen bestimmt, so dass sowohl durch spezielle Dicken (9–120 μm, bevorzugt 20–110 μm) und Formen (in der Regel rechteckig) als auch ggf. mit mehrlagige Anbringungen eine optimierte Empfindlichkeit eingestellt werden kann.
Bevorzugt weist die Vorrichtung, die die zu prüfende Verbindung enthält, wenigstens ein bewegliches Bauteil auf, welches so ausgestaltet ist, dass es die beiden Bauteile und die Verbindung mit Körperschall beaufschlagen kann. Durch ein derartiges Bauteil wird sichergestellt, dass die Vorrichtung durch ihren normalen Betrieb, in dem sich das bewegliche Bauteil bestimmungsgemäß bewegt, eine ausreichende Anregung von Körperschallschwingungen erfolgt, um an der Folie ein Signal zu erzeugen, welches zur Prüfung des Zustands einer Verbindung zwischen Bauteilen geeignet ist. Ein derartiges bewegliches Bauteil kann z. B. bei einem Kraftfahrzeug der Verbrennungsmotor, bei einer Werkzeugmaschine ein Spindelantrieb oder Späneförderer oder Kühlaggregat, bei einem Flugzeug eine Turbine oder bei einer Windenergieanlage der Rotor sein.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Auswerteeinheit für eine erfindungsgemäße Messanordnung. Die Auswerteeinheit empfängt vom Sensor ein Signal und verarbeitet das empfangene Signal, wobei das Signal oder ein von dem Signal abhängiger Wert mit wenigstens einem Vergleichswert verglichen wird und wenigstens ein von dem Vergleich abhängiges Signal erzeugt wird, wobei der wenigstens eine Vergleichswert einen Bezug zum Normalbetrieb hat.
Durch diese Signalverarbeitung wird eine Prüfung der vermessenen Verbindung zwischen zwei oder mehr Bauteilen durch die erfindungsgemäße Messanordnung ermöglicht. Dabei erfolgt ein Vergleich des gemessenen Wertes mit einem Parameter oder einem Parameterbereich, welche in der Auswerteeinheit gespeichert sind. Dabei kann dieser Parameter oder Parameterbereich fest und dauerhaft oder zeitweise in der Auswerteeinheit gespeichert sein. Ferner kann dieser Parameter oder Parameterbereich von Außen vorgegeben oder aufgrund von vorangegangenen Messungen durch die Auswerteeinheit selbst ermittelt worden sein, z. B. aufgrund von vorgegebenen Kriterien bzw. Berechnungsformeln. Auf diese Weise kann in jedem Fall eine Beurteilung der zu prüfenden Verbindung zwischen Bauteilen durch die Auswerteeinheit erfolgen und das Ergebnis dieser Auswertung über einen Ausgang zur Verfügung gestellt werden. Neben dem Ergebnis der Auswertung können ebenfalls der gemessene Wert und bzw. oder der Parameter oder Parameterbereich und weitere Werte der Auswerteeinheit über den Ausgang zur Verfügung gestellt werden.
Entscheidend für die Erfindung ist dabei, dass der Vergleichswert einen Bezug zum Normalbetrieb hat. Dabei bedeutet „Normalbetrieb” im Sinne dieser Erfindung ein Betrieb der Vorrichtung ohne eine externe Anregung von Schwingung, die ausschließlich zu Messzwecken erfolgt, wie bereits weiter oben beschrieben. Ferner bedeutet „Bezug zum Normalbetrieb” im Sinne dieser Erfindung, dass dieser Vergleichswert einen Messwert darstellt, der im Normalbetrieb gemessen wurde, und somit das Sollverhalten der zu prüfenden Verbindung repräsentiert. Bei diesem Vergleichswert handelt es sich anders formuliert um einen Sollwert oder Idealwert, mittels dessen das Verhalten (und somit der Ist-Zustand) der zu prüfenden Verbindung bewertet werden kann.
Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Rahmen einer Qualitätskontrolle prozessbegleitend während oder direkt nach der Fertigung kann dieser „Bezug zum Normalbetrieb” durch einen Vergleich mit einer gespeicherten Gutprobe (bzw. mit zu dieser Probe zugehörigen Messwerten) durchgeführt werden, die einen gewünschten Sollzustand repräsentiert. Bei der erfindungsgemäßen Überwachung im Betrieb kann dies ein zuvor gemessener Wert der gleichen Verbindung sein. Es erfolgt somit in der Auswerteeinheit eine Beurteilung des aktuell aufgenommenen Messwertes im aktuellen normalen Betrieb des Systems relativ zu einem bereits vorgegebenen Wert im normalen Betrieb des Systems.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung entspricht das empfangene elektrische Signal einem gemessenen Ist-Wert und der Parameter oder die Grenzen des Parameterbereichs einem in der Auswerteeinheit gespeicherten Soll-Wert. Auf diese Weise wird ein erwarteter Verlauf des Verhaltens der Verbindung zwischen den Bauteilen durch die Auswerteeinheit vorgegeben, an dem das reale Verhalten der Verbindung gemessen werden kann. Weichen Soll- und Ist-Verlauf über eine bestimmte Toleranz hinaus voneinander ab, so kann dies über ein entsprechendes Signal ausgegeben werden.
Der Soll-Wert kann hierbei auf unterschiedliche Weise ermittelt werden. Mangels weiterer Möglichkeiten kann im einfachen Fall der Ist-Wert zu einem bestimmten Zeitpunkt als Vergleichswert bestimmt werden. Dies kann z. B. bei großen Strukturen unmittelbar nach einer Inspektion sinnvoll sein. Ferner können bei Bedarf sogar bauteilspezifische Soll-Werte ermittelt werden. Schließlich kann ein Erfassungszeitpunkt für einen Soll-Wert durch ein externes Steuersignal vorgegeben werden oder aber durch Analyse des Körperschallsignals die Identifizierung eines Triggers wie beispielsweise einer bestimmten. Drehzahl veranlasst werden.
Die Erfassung der Vergleichswerte setzt im Idealfall konstante und reproduzierbare Umgebungsbedingungen voraus. Diese können in der Praxis z. B. für ein Flugzeug nach dem Abheben während der Startphase (voller Schub und damit maximale Drehzahl) angenommen werden. Etwaige Störungen wie Abweichungen von der Maximaldrehzahl oder das Einziehen des Fahrwerks sind durch eigene Charakteristiken im Körperschall erkennbar und können damit für die Ermittlung des Vergleichswertes ausgeblendet werden. Des Weiteren ist gerade diese Phase für die Ermittlung eines Vergleichswertes und damit auch der vergleichenden Messung besonders geeignet, da einerseits eine hohe Belastung der Struktur gegeben ist, sich damit Schäden/Abweichungen am ehesten zeigen und andererseits eine etwaige Schadensdetektion dem Piloten alle Möglichkeiten für die Fortsetzung des Fluges ermöglicht.
Zudem kann durch wiederholte Messungen während der Startphase sowohl bei der Vergleichswertermittlung als auch bei der Messung im Betrieb die Sicherheit und Verlässlichkeit der Werte durch Anwendung statistischer Verfahren erhöht werden. Das Spektrum reicht hierbei von der einfachen Mittelwert- oder Medianbildung bis hin zu Eliminierung von Ausreißern (z. B. bei Durchfliegen eines Luftlochs) bis hin zu Analysen der Abweichungen.
Bei einer Windenergieanlage wären mögliche Zeitpunkte einer Vergleichswertermittlung eine bestimmte Drehzahl des Rotors unter Hinzuziehung weiterer elektronisch verfügbarer oder aus dem Körperschallsignal extrahierbarer Parameter (beispielsweise Windstärke). Hierbei erweist sich ein weiterer Vorteil von Piezofolien als sehr hilfreich: die Messaufnehmer verfügen über keine seismische Masse, liefern also damit exakt den Körperschall an jeder beliebigen Position des Flügels, unbeeinflusst von Zentrifugalkräften und der Erdanziehung.
In der in situ-Qualitätssicherung, also der prozessbegleitenden zerstörungsfreien Prüfung bei der Herstellung von Bauteilen, können etwa für die Herstellung von Reibschweißverbindungen der Prozessablauf pro Bauteil als Körperschallspektrum aufgezeichnet und damit als Referenz verwendet werden.
Soll- und Ist-Werte wie auch Vergleichswerte gemäß dieser Erfindung können sowohl eindimensionale Skalare (z. B. High Level Pegel einer Spannung) oder aber komplexe Datenstrukturen bis hin zu Signalsequenzen oder Frequenzspektren sein.
Teil der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Prüfung des Zustandes einer Verbindung zwischen Bauteilen, umfassend die Schritte:

a) Errichten einer Messanordnung wie oben beschrieben
b) Betreiben der Vorrichtung in ihrem normalen Betrieb,
c) Messen eines Ist-Wertes durch den Sensor in dem normalen Betrieb.

Ausführungsbeispiele und Vorteile der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf folgende Figuren näher erläutert:
1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Messanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 zeigt eine Messanordnung,
3a zeigt eine erste Messung mittels der Messanordnung nach 2,
3b zeigt einen Ausschnitt der ersten Messung (gem 3a) mittels der Messanordnung nach 2,
3c zeigt einen Korrelationsvergleich bei einer Vergleichssequenz vom Anfang der Aufzeichnungen nach der 3a,
3d zeigt die Darstellung einer Korrelation innerhalb des Zeitraums t = 0 sec bis t = 1 sec der Aufzeichnungen nach der 3a,
3e zeigt die Darstellung einer Korrelation innerhalb des Zeitraums t = 27 sec bis t = 28 sec der Aufzeichnungen nach der 3a,
4a zeigt eine zweite Messung mittels der Messanordnung nach 2,
4b zeigt einen Ausschnitt der zweiten Messung mittels der Messanordnung nach 2,
5a zeigt eine weitere Messanordnung,
5b zeigt eine weitere Ansicht der Messanordnung nach 5a,
6 zeigt eine erste und eine zweite Messung mittels der Messanordnung nach 5a und 5b,
7a zeigt einen Ausschnitt der oberen Messung der 6 mittels der Messanordnung nach 5a und 5b,
7b zeigt einen Spektralverlauf der oberen Messung der 6 mittels der Messanordnung nach 5a und 5b,
8a zeigt einen Ausschnitt der unteren Messung der 6 mittels der Messanordnung nach 5a und 5b,
8b zeigt einen Ausschnitt der unteren Messung der 6 mittels der Messanordnung nach 5a und 5b,
8c zeigt einen weiteren Ausschnitt der unteren Messung der 6 mittels der Messanordnung nach 5a und 5b,
9 zeigt eine weitere erste und zweite Messung mittels der Messanordnung nach 5a und 5b.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Messanordnung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Vorrichtung 1 weist ein erstes Bauteil 10 und ein zweites Bauteil 11 auf, die miteinander mittels einer Verbindung 12 verbunden sind. Auf dem ersten Bauteil 10 ist mit einem geringen Abstand zu dem zweiten Bauteil 11 eine Folie 20 vorgesehen. Folie 20 weist einen Ausgang 22 auf. Ferner ist auf dem ersten Bauteil 10 eine Auswerteeinheit 30 vorgesehen, die über einen Eingang 31 mit dem Ausgang 22 der Folie 20 verbunden ist. Die Auswerteeinheit 30 weist ferner einen Ausgang 32 auf, über den Signale mittels einer Signalleitung 40 an einen Empfänger ausgegeben werden können. Alternativ kann die Auswerteeinheit 30 auch einen Sender aufweisen, um Signale mittels drahtloser Übertragung an einen Empfänger auszugeben. Auswerteeinheit 30 kann ferner z. B. über die Signalleitung 40 oder eine separate Leitung. mit Energie versorgt werden oder einen Energiespeicher z. B. in Form einer Batterie oder Akkumulator aufweisen.
Beispiel 1
2 zeigt eine erfindungsanaloge Messanordnung. Zur Erzeugung einer Messung wird eine Verbindung 12, wie in der 1 dargestellt, mittels einer Klebverbindung SikaPower 490/7 (Schichtdicke 0,3 mm) zwischen zwei Metallplättchen (verzinkter Dualphasenstrahl DP-K34/60 + ZE 75/75, Hersteller: Thyssen-Krupp) der Dicke 1,35 mm als erstes Bauteil 10 und weiteres Bauteil 11 hergestellt, eine PVDF-Folie 20 (Dicke 28 μm, Fläche 40 × 12 mm) in der unmittelbaren Umgebung der Verbindung 12 vorgesehen und diese Anordnung mittels einer Schwingung von 7 Hz angeregt Die Sensorfolie wurde mittels eines IntroSense-Klebebandes von Sensing Technologies GmbH & Co. KG befestigt. Die Schwingungsanregung erfolgte zu Testzwecken mittels einer externen Anregungsquelle, sie soll allerdings beim bestimmungsgemäßen Einsatz der erfindungsgemäßen Messanordnung durch Schwingungen aus dem Betrieb des entsprechenden Systems resultieren.
Als Messwertaufnehmer wurde ein introSense^® Foliensensor PK10415 von Sensing Technologies GmbH & CO, KG eingesetzt, der mit einem introSense^® Klebeband appliziert wurde. Für die Messungen und Auswertungen wurde die introSense^® Analog Recording und Analyse Software verwendet.
3a zeigt eine erste Messung mittels der erfindungsgemäßen Messanordnung nach 2. Bei dieser Messung wird die Amplitude des Messsignals mittels der Folie 20 erfasst und über der Zeit dargestellt. Im oberen Bereich der 3a ist der Beginn der Messung in dem Zeitraum vom Zeitpunkt t = 0 sec bis zum Zeitpunkt t = 2 sec dargestellt, im unteren Bereich der 3a der Zeitraum vom Zeitpunkt t = 26 sec bis zum Zeitpunkt t = 28 sec. Nach dem Zeitpunkt t = 28 sec tritt eine Auflösung der Verbindung 12 ein, d. h. zu diesem Zeitpunkt lösen sich die Bauteile 10 und 11 voneinander. Die jeweils erste Spitze der Amplitude der Messung ist umrandet dargestellt.
Sämtliche in Beispiel 1 beschriebenen Materialien, Geräte sowie die Software wurden auch in den nachfolgenden Beispielen eingesetzt, sofern nicht anders erwähnt.
3b zeigt einen Ausschnitt der ersten Messung mittels der erfindungsgemäßen Messanordnung nach 2. Dabei ist der in der 3a umrandete Bereich, d. h. die jeweils erste Spitze der Amplitude der Messung der 3a, vergrößert dargestellt.
Der Vergleich der Spitzen der Amplitude der Messung zu den Zeitpunkten ca. t = 0,1–0,2 sec im oberen Bereich der 3a und 3b zu den Spitzen der Amplitude der Messung zu den Zeitpunkten ca. t = 26,1–26,2 sec im unteren Bereich der 3a und 3b zeigt, dass diese Spitzen signifikant unterschiedlich ausfallen. Im oberen Bereich der 3a und 3b ist die erste Spitze der Amplitude dominant und es folgt eine deutlich schwächere zweite Spitze der Amplitude, die nur undeutlich in Erscheinung tritt. Im unteren Bereich der 3a und 3b hingegen treten deutlich zwei Spitzen der Amplitude auf, wobei die zweite Spitze der Amplitude größer als die erste Spitze der Amplitude ist, sich jedoch beide Spitzen der Amplitude von dem übrigen Messsignal deutlich abheben.
Durch diesen Vergleich der Amplituden des Messsignals lässt sich in der vorliegenden Messung der 3a und 3b eine Veränderung der Amplitude des Messsignals erkennen, so dass sich das Auflösen der Verbindung 12 und damit das Ablösen der Bauteile 10 und 11 voneinander in der Amplitude des Messsignals der Folie 20 erkennen lässt.
Zur Erkennung einer bevorstehenden Auflösung der Verbindung 12 kann ein entsprechender Vergleich, wie in den 3a und 3b dargestellt, zwischen einem Messsignalverlauf in einem Soll-Zustand, der in diesem Fall durch den Beginn der Messung z. B. in dem Zeitbereich von ca. t = 0,1 bis ca. t = 0,2 sec liegen kann, und einer fortlaufenden Messungen erfolgen, die den Ist-Zustand der Verbindung 12 erfasst. Wird bei diesem Vergleich, der z. B. jede Sekunde einmal durchgeführt werden kann, eine Verschiebung der höheren Amplitude der Spitze des Messsignals von der ersten Spitze der Amplitude zur zweiten Spitze der Amplitude festgestellt, kann dies als ein bevorstehendes Auflösen der Verbindung 12 gewertet werden und hierauf noch vor dem Auflösen der Verbindung 12 reagiert werden. Auch kann in diesem Fall das Sich-Ausbilden der zweiten Spitze der Amplitude des Messsignals überhaupt als ein solcher Hinweis gewertet werden.
3c zeigt einen Korrelationsvergleich bei einer Vergleichssequenz vom Anfang der Aufzeichnungen nach der 3a. Diese Vergleichssequenz wird aus 0,15 Sekunden des Zeitsignals gebildet und gibt die charakteristische Sequenz zu Beginn der Messung wieder. Nun wird nachfolgend jeweils eine gleichlange Sequenz der aktuellen Messung mit diesem Ausschnitt mittels einer Korrelation verglichen
3d zeigt die Darstellung einer Korrelation innerhalb des Zeitraums t = 0 sec bis t = 1 sec der Aufzeichnungen nach der 3a.
3e zeigt die Darstellung einer Korrelation innerhalb des Zeitraums t = 27 sec bis t = 28 sec der Aufzeichnungen nach der 3a.
Bei dem Vergleich der Korrelation des Zeitraums t = 0 sec bis t = 1 sec nach 3d mit der Korrelation des Zeitraums t = 27 sec bis t = 28 sec nach 3e zeigt sich ebenso wie bei der Auswertung der Amplitude des Messsignals nach 3a und 3b, dass sich auch der Verlauf der Korrelation von dem Zeitraum t = 0 sec bis t = 1 sec, der auch hier als Soll-Zustand des Korrelationssignals angesehen werden soll, hin zum Zeitraum t = 27 sec bis t = 28 sec als Ist-Zustand so signifikant verändert, dass das Auflösen der Verbindung 12 vorhergesehen werden kann. So treten in dem Soll-Zustand des Zeitraume t = 0 sec bis t = 1 sec z. B. zu den Zeitpunkten t = 0,25 sec oder t = 0,4 sec punktuelle Übereinstimmungen in der Korrelation auf, die in dem Ist-Zustand im Zeitraum t = 27 sec bis t = 28 sec vergleichsweise nicht mehr zu erkennen sind und damit dieser Unterschied zwischen den beiden Zeiträumen, d. h. zwischen dem Soll-Zustand und einem Ist-Zustand, festgestellt werden kann.
Beispiel 2
4a zeigt eine zweite Messung mittels der Messanordnung nach 2 mit gleichem Material, Dabei ist die Amplitude des Messsignals über der Zeit in einem Zeitraum von t = 0 sec bis t = 450 sec dargestellt. Über die Amplitude des Messsignals ist eine Gerade gezogen, die signifikant mit der Zeit abfällt. Zum Zeitpunkt t = 417 sec tritt ein Auflösen der Verbindung 12 auf. An dieser Stelle steigt die Amplitude des Messsignals deutlich an und reißt danach mit dem Auflösen der Verbindung 12 ab.
4b zeigt einen Ausschnitt der zweiten Messung mittels der Messanordnung nach 2. Hierbei ist der Zeitraum von t = 390 sec bis t = 418 sec dargestellt, d. h. der Zeitraum unmittelbar vor dem Auflösen der Verbindung 12. In diesem Ausschnitt der Messung der 4a lässt sich ein deutliches Ansteigen der Amplitude des Messsignals ab dem Zeitpunkt t = 410 sec unmittelbar vor dem Auflösen der Verbindung 12 erkennen. Somit lässt sich auch aus dieser Messung ein Auflösen der Verbindung 12 schon vor ihrem Eintritt erkennen.
Beispiel 3
5a zeigt eine weitere Messanordnung. Diese weist eine Klebeverbindung als Verbindung 12 zwischen zwei Metallplättchen als erstes Bauteil 10 und weiteres Bauteil 11 auf. In der unmittelbaren Umgebung der Verbindung 12 ist die Folie 20 als Messaufnehmer vorgesehen. In dieser Anordnung wird die Klebeschicht schwingend auf Schalung belastet. Diese Schwingungsanregung erfolgt zu Testzwecken mittels einer externen Anregungsquelle, sie soll allerdings beim bestimmungsgemäßen Einsatz der erfindungsgemäßen Messanordnung durch Schwingungen aus dem Betrieb des entsprechenden Systems resultieren.
5b zeigt eine weitere Ansicht der Messanordnung nach 5a.
6 zeigt eine erste und eine zweite Messung mittels der erfindungsgemäßen Messanordnung nach 5a und 5b. Messungen. Im oberen Bereich der 6 ist die Amplitude des Messsignals über der Zeit für einen ersten Klebstoff „Betamate 1496v Dow Chemical” für einen Zeitbereich von t = 75 sec bis t = 108 sec dargestellt. Im unteren Bereich der 6 ist die Amplitude des Messsignals über der Zeit für einen zweiten Klebstoff „Sika Power 490/7 Sika” für einen Zeitbereich von t = 70 sec bis t = 100 sec dargestellt. Beide Messsignale sind dabei um den Gleichstromwert korrigiert dargestellt. In beiden Messungen zeigt sich der Einfluss des eingesetzten Klebstoffs auf das Resonanz- und Schwingungsverhalten der Verbindung 12 sowohl in der Höhe der Amplitude des Messsignals als auch im Ablöseverhalten.
7a zeigt einen Ausschnitt der oberen Messung der 6 mittels der erfindungsgemäßen Messanordnung nach 5a und 5b. Dieser Ausschnitt stellt eine vergrößerte Darstellung der Amplitude für den Zeitbereich von t = 75 sec bis t = 105 sec dar. Als Klebstoff wurde „Betamate 1496v Dow Chemical” verwendet. In dieser Darstellung sind in der ansonsten relativ konstant verlaufenden Amplitude des Messsignals Erhöhungen oder Spitzen bei den Zeitpunkten ca. t = 85 sec, ca. t = 91,5 sec und zwischen ca. t = 98 sec und ca. t = 100 sec deutlich zu erkennen. Diese können als jeweils fortschreitende Rissbildung gewertet werden, die schließlich nach dem Zeitpunkt ca. t = 102 sec zu einem vollständigen Auflösen der Klebeverbindung 12 und damit einem Abriss zwischen den Bauteilen 10 und 11 führen.
7b zeigt einen Spektralverlauf der oberen Messung der 6 mittels der erfindungsgemäßen Messanordnung nach 5a und 5b. Dabei zeigt der obere Bereich der 7b einen Spektralverlauf des Messsignals in einem Zeitraum zwischen t = 75 sec und t = 76 sec (Achsenbeschriftung bei t = 75 sec ist „0”) und im unteren Bereich der 7b in einem Zeitraum zwischen t = 20 sec und t = 21 sec. Als Klebstoff wurde „Betamate 1496v Dow Chemical” verwendet. Hierbei ist von dem unteren, früheren Spektralverlauf, der als Soll-Zustand angesehen werden kann, zu dem oberen, späteren Spektralverlauf als Ist-Zustand sowohl eine Frequenz- als auch Amplitudenzunahme deutlich zu erkennen, aus der auf ein bevorstehendes Auflösen der Verbindung 12 geschlossen werden kann.
8a zeigt einen Ausschnitt der unteren Messung der 6 mittels der erfindungsgemäßen Messanordnung nach 5a und 5b. Dieser Ausschnitt stellt eine vergrößerte Darstellung der Amplitude für den Zeitbereich von t = 0 sec bis t = 100 sec dar. Als Klebstoff wurde „Sika Power 490/7 Sika” verwendet. Nach einer Einschwingphase zu Beginn der Messung bis zum Zeitpunkt ca. t = 10 sec zeigt sich ein relativ konstanter Verlauf der Amplitude des Messsignals. In dem letzten Drittel der Messung ab dem Zeitpunkt ca. t = 65 sec steigt dieser Amplitudenverlauf signifikant an bis zum Zeitpunkt ca. t = 98 sec, an dem sich die Verbindung 12 auflöst und abreißt. Somit kann auch in dieser Messung für diesen Klebstoff aus dem Messsignal auf ein Auflösen der Verbindung 12 geschlossen werden.
8b zeigt einen Ausschnitt der unteren Messung der 6 mittels der erfindungsgemäßen Messanordnung nach 5a und 5b. Dabei zeigt der obere Bereich der 8b einen Zeitverlauf der Amplitude des Messsignals in einem Zeitraum zwischen t = 15 sec und t = 16 sec und im unteren Bereich der 8b in einem Zeitraum zwischen t = 90 sec und t = 91 sec. Als Klebstoff wurde „Sika Power 490/7 Sika” verwendet. Hierbei ist zwischen dem oberen, früheren Amplitudenverlauf, der als Soll-Zustand angesehen werden kann, zu dem unteren, späteren Amplitudenverlauf als Ist-Zustand eine Veränderung der Charakteristik des Amplitudenverlaufs deutlich zu erkennen, aus der auf ein bevorstehendes Auflösen der Verbindung 12 geschlossen werden kann.
8c zeigt einen weiteren Ausschnitt der unteren Messung der 6 mittels der erfindungsgemäßen Messanordnung nach 5a und 5b. Dabei zeigt der obere Bereich der 8c einen Zeitverlauf der Amplitude des Messsignals in einem Zeitraum zwischen t = 15,7 sec und t = 15,9 sec und im unteren Bereich der 8c in einem Zeitraum zwischen t = 90,5 sec und t = 90,7 sec. Als Klebstoff wurde „Sika Power 490/7 Sika” verwendet. Auch zwischen diesen beiden Amplitudenverläufen sind in der Charakteristik derart deutliche Unterschiede zu erkennen, dass aus einer entsprechenden Auswertung auf ein bevorstehendes Auflösen der Verbindung 12 geschlossen werden kann.
Beispiel 4
9 zeigt eine weitere erste und eine weitere zweite Messung mittels der Messanordnung nach 5a und 5b. Messungen. Im oberen Bereich der 9 ist die Amplitude des Messsignals über der Zeit für den ersten Klebstoff „Betamate 1496v Dow Chemical” für einen Zeitbereich von t = 0 sec bis t = 160 sec dargestellt. Im unteren Bereich der 9 ist die Amplitude des Messsignals über der Zeit für den zweiten Klebstoff „Sika Power 490/7 Sika” für einen Zeitbereich von t = 0 sec bis t = 50 sec dargestellt. Beide Messsignale sind dabei um den Gleichstromwert korrigiert dargestellt.
Auch in diesen erneuten Versuchen mit weiteren Proben zeigt sich in beiden Messungen der nichtlineare Alterungsprozess der Klebeverbindung 12 mit fortschreitender Schwingungsexposition. Auch in diesen Messungen kann für die eingesetzten Klebstoffe aus der Amplitude des Messsignals auf das Ablöseverhalten der Verbindung 12 geschlossen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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.
Zitierte Patentliteratur

US 2010/0089161 A1 [0010]
DE 102005033899 A1 [0011]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Nondestructive-Evaluation of Model Adhesive Joints by PVDF Piezoelectric Film Sensors”, B. Tang, J. Mommaerts, R. K. Duncan, J. C. Duke, Jr. und D. A. Dillard, Experimental Mechanics, Springer Boston, Volume 33, Number 2/Juni 1993, Seiten 102 bis 109 [0009]
DIN EN 923 [0023]

Claims

Messanordnung zur Prüfung des Zustandes einer Verbindung (12) zwischen zwei oder mehr Bauteilen (10, 11), umfassend eine Vorrichtung (1) mit einem ersten Bauteil (10), und einem weiteren Bauteil (11), welches über eine Verbindung (12) mit dem ersten Bauteil (10) verbunden ist, und einen Sensor (20) insbesondere eine Folie oder eine Piezokeramik zum Erfassen von Körperschallschwingungen in einem der Bauteile (10, 11) oder in der Vorrichtung oder in einer Haltevorrichtung in Verbindung mit der Vorrichtung und/oder einem der Bauteile mittels des piezoelektrischen Effekts oder der Veränderung der Kapazität dadurch gekennzeichnet, dass die Messanordnung so eingerichtet ist, dass sie zur Prüfung des Zustandes der Verbindung (12) zwischen den Bauteilen (10, 11) Körperschallschwingungen in einem normalen Betrieb der Vorrichtung (1) misst.
Messanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung (12) eine Schweißverbindung, Klebeverbindung oder eine Kleverbindung kombiniert mit Nietverbindung oder Punktschweißverbindung.
Messanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (20) in einem Abstand von mindestens 0,1 cm von der Verbindung (12) angeordnet ist.
Messanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) wenigstens ein bewegliches Bauteil aufweist, welches so ausgestaltet ist, dass es die zwei oder mehr Bauteile (10, 11) und die Verbindung (12) mit Körperschall beaufschlagen kann.
Messanordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend eine Auswerteeinheit (30), wobei die Auswerteeinheit (30) vom Sensor ein Signal empfängt, das empfangene Signal verarbeitet, wobei das Signal oder ein von dem Signal abhängiger Wert mit wenigstens einem Vergleichswert verglichen wird und wenigstens ein von dem Vergleich abhängiges Signal erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Vergleichswert einen Bezug zum Normalbetrieb hat.
Messanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das empfangene elektrische Signal einem gemessenen Ist-Wert entspricht, und der Vergleichswert oder ein Bereich für Vergleichswerte einem in der Auswerteeinheit (30) gespeicherten Soll-Wert oder einem Bereich von Sollwerten entspricht.
Verfahren zur Prüfung des Zustandes einer Verbindung (12) zwischen Bauteilen (10, 11), umfassend die Schritte: a) Errichten einer Messanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, b) Betreiben der Vorrichtung (1) in ihrem normalen Betrieb, c) Messen eines Ist-Wertes durch den Sensor (20) in dem normalen Betrieb.
Auswerteeinheit (30) zur Verwendung in einer Messanordnung nach Anspruch 1.
Verwendung einer Auswerteeinheit (30) nach Anspruch 8 zur Auswertung eines Signals zur Prüfung des Zustandes einer Verbindung (12) zwischen den Bauteilen (10, 11).