DE1473384A1 - Verfahren und Einrichtung zum Pruefen von Material auf Fehler mittels UEberschall - Google Patents

Description

DR.-INQ. DR.-ING. DIPL.-ING. M.SC.

HÖQER - EUG. MAIER - STELLRECHT

PATENTANWÄLTE

DRESDNER BANK Α.-β. TELEFON: (O71l)2+166B/Se STUTTGART NR. 3837 43

E: fides 7 STUTTGART-S, UHLANDSTR.1β - Postscheck stst, 887oe

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12.Juni 1963

Chemetron Corporation, Chicago II, Illinois,

F.S.A.

Verfahren und Einrichtung zum Prüfen von Material auf Pehler mittels Überschau.

Die Erfindung bezieht sich auf Material-fehl r~Prüfen mit Ober schall.und zwar von festen Körpern, ι nä verwendet . Überachallenergie in Porm impulsförmiger Stn nlen, die auf die Bintrittsflache eines festen Körpers untt r einem Einfallwinkel auf treffen, derart, dass die Strahlen entlang von sogenannten flachen Winkeln innerhalb des Körpers

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abgelenkt werden, d.h. Winkeln mit einer Richtung, die beinahe parallel zur Richtung der Eintrittsfläche des Körpers ist,und im besonderen befasst sieb die Erfindung mit der fortlaufenden Übersohallprüfung von Schienenfehlern, bei der impulsförmige Oberschallstrahlen in eine Schiene I über ein festes oder flüssiges Kuppelmittel (beispielsweise Γ Wasser) unter solch einem Einfallswinkel übertragen werden, ^; dass sie unter flachen Winkeln innerhalb der Schiene sich

ζ fort pflanzenjd.h. Winkeln von der Grössenordnung von ί 75 - 89°.

_;. Die tfoersohall-Fehlerprüfung von festen Körpern erforderte

sum Teststeilen verschiedener unterschiedlicher Arten von Γ. Fehlern bestimmte Einfallwinkel_; und zwar um die Lage und die \ Gestalt der Fehler orten zu können. Gerade Kristalle.d.h.

Kristalle, die einen Ultraechallatrahl entlang einer Eich» I. . tung weitergeben, die senkrecht zur Eintrittsf lache dös zu \ prüfenden Körpers steht, so dass der Strahl in seiner ί ursprünglichen Richtung nach Eintritt in den Körper weiter

: '_j} variaef% i wurden zum Feststellen bestimmter fehlerarten ver.- « wendet, während Winkelkristalle, die unter unterschied*- . * liehen Einfallwinklen oder in einem Bereich veränderlicher ^ Einfallwinkel arbeiten, für die Feststellung anderer Arten

ν von Fehlern benützt wurden. - 3 «

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übersehallatrahlen, die unter Einfallswinkeln auftreffen und die innerhalb des Körpers unter flachen Winkeln sich fortpflanzende Scherwellen erzeugen, erzeugen ebenfalls Wellen» die entlang der Eintrittsflache des Körpers sich fortpflanzen. Diese Qberfläehenwellen werden von irgendeiner kleineren Oberflächendiskontinuität, beispielsweise Kratzern, Oberflächenriefen und ähnlichemreflektiert, so dass eich irreführende Anzeigen ergeben, die von den reflektierten Scbemellenetrahlen, die von Fehlern innerhalb der Schiene herrühren, nicht unterschieden werden können. Bei dem fortlaufenden Sehienenfehlerprüfen mittele.Überschau iet ea schon seit einer Reihe von Jahren durch Erfahrung bewiesen worden, dass gerade Kristalle zum Finden ▼on Schienenfehlern, wie beispielsweise Solzenloohbrüchen, Kopfbandtrenneteilen und senkrechten und horizontalen

geeignet/ geschlitzten Köpfen^auegezeichnet/sind, dass sie jedoch nicht zuverlässig kleine Fehler im Schienenkopf oder Fehler unter Verbrennungen, Schalen oder anderen Oberfläohendiakontinuitäten oder Fehler an den Seltenkanten des Schienenkopf es oder Quer- und zusammengesetzte Risse feststellen können.

In einem bekannten Überschallschienenpriifgerät, das zur- · zeit verwendet wird, sind Kristalle so angeordnet, dass

sie Strahlen in die Lauffläche einer Schiene unter einem 8 0-9 30 Γ ^383 ^BADORIGINAL

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derartigen Einfallswinkel weitergeben, dass die Strahlen unter 70° innerhalb dea Schienenkopfes abgelenkt werden*

Zurzeit wird diese 70°~Anordnung für die Schienenfehler-Prüfung verwendet, weil unter diesem Winkel im wesentlichen keine Oberflächenwellen erzeugt werden* Wenn der

einfallende Strahl durch eine Wassersäule und durch einen Gummi diaphragma hindurchgeschickt wird_v, so ist der Einfallswinkel ungefähr 24°. Versuche haben gezeigt, dass die Änderung des Einfallswinkels um ungefähr 25° zur Erzeugung eines Winkels von 74° innerhalb der Schienen bedeutende Oberflächenwellenonergien erzeugt. Weitere Vergrößerungen des Winkels ergeben proportional grössere Oberflüchenwellenergien. Während das 70° -Gerät viele der Schwierigkeiten bei Oberflächenwellen vermeidet, so geschieht dies doch auf Kosten der reflektierten Signalamplitude, die beim Arbeiten bei Winkeln erzeugt wirdj unter denen die Streuwirkung der zu prüfenden Materialfehler zu schwach ist, Reduzierte Streuwirkungen ergeben sich entweder aus der Orientierung der Fehler oder der Grosse der Materialfehler oder aus beiden Gründen. Es wird angenommen , dass auch bei diesem Winkel von 70° restliche Oberflächenwelleneffekte vorhanden sind,, die das Peststellen der gewünschten Schorweliensignaireflck:-- tionen ungünstig beeinflussen. Ausserdem vrirO •x.ip.znczi.:.':.-

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BAD ORJGTnäL ~

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dass Signale kleinster Amplitude oder das Signalgemenge ₉ das vom Paasenaprung an derisätees Obergangsfläche herrührt, eine Verschlechterung ergibt. Beim fortlaufenden Überschallfehlerprüfen ergeben sich viele mechanische Schwierigere it en>_s die mit der Bewegung des Kristalls in einer vorgeschriebenen Orientierung entlang der Schürte zusammenhängen» In einer hier dargestellten Aueführungsform sind sowohl Winkelal^aucn gerade Kristalle mit der Schiene über eine Säule einer Kupplungsflüssigkeit gekuppelt, die die ganze, notwendige Vorrichtung zur Kristall-Binetellung besitzt;. Bei einer anderen Aueführungsform drücken die Kristalle unmittelbar auf ein die Schiene berührendes Diaphragma, das In einem Stabilisierungsgestell gehalten ist, das über die Schienenunregelmässigkeiten langsam dahingeleitet, so dass das Diaphragma sich unmittelbar anlegen und die Kopplung aufrechterhalten kann. Innerhalb der Schiene «erden flache finite! dadurch erzeugt, dass eine Anordnung vieler Kristalle in vorbestimmter zeitlicher folge angesteuert wird, um so einen zusammengefassten oder In seiner Intensität gesteigerten Strahl zu schaffen; der innerhalb der Schiene unter dem gewünschten Winkel -wirkt· In einer weiteren Ausführungsform sind die Winkelkrietalle auf Kunststoffkeilen angeordnet, die unmittelbar an einem die Schiene berührenden Diaphragma anliegen.

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Der Erfindung liegt die Hauptaufgabe zugrunde, eine verbesserte Überscholleinrichtung zur Prüfung von Materialfehl srn in geringer Tiefe, von Fehlern, kleiner Gröase, von Fehlern unterhalb von Oberflächenunregelmässigkeiten und Sehlern zu schaffen, die so orientiert und geformt > sind, daaa sie nicht in der Lage sind, wahrnehmbare>von geraden Kristallen herrührende Strahlen zu reflektieren»

Eine weitere Aufgabe der Erfindung liegt darin, ein Über- ^ sohallfehlerprüfsystem zu schaffen, das im besonderen für das fortlaufende Prüfen von Schienen zum Peststellen

ti --

■; von Quer·«· und zusammenhängenden Fehlern, Fehlern in kleiner Tiefe, besonders wenn diese unterhalb von Verbrennun-

_t gen, Schalen oder anderen Oberflächenunregel miiasigke it en ■f.

liegen, von Fehlern kleiner öröege und Fehlern in den Sei-I
I tenteilen des Schienenkopfes dient.

* Gemäee der Erfindung ist ferner eine Überschall-Fehler·

h prüfeinrichtung geschaffen worden, die einen überschall-

i wellensender verwendet, der zur EintrittsflÄche des Prüf-

I' körpers unter einem Winkel von ungefähr 30° orientiert

; und ait dem Körper durch eine Flüssigkeitsetrecke gekoppelt

\ ist, um so Soherwellen unter Winkeln innerhalb des· Körpers

• " von einer G-rössenordnung von 88-89° zu erzeugen·

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Gemäss der Erfindung ist ferner die Anordnung für eiiu fortlaufende überschallschienenfehlerprüfung geschafft «orden» die sowohl gerade als auch winkelförmige Überschallwellensender verwendet, die durch getrennte Übez-BChalliaaBChinen betrieben werden, die in einer vorbestimmten zyklischen Folge betätigt werden und die so miteinander verbunden sind, dass sich eine zusammengefasste bildliche Darstellung der empfangenen Signale ergibt»

Gemäss der Erfindung ist ferner eine neuartige, säulenförmige Flüssigkeitskupplung vorgesehen, die in der Lage ist, sich im wesentlichen sofort den Oberflächenformänderungen anzupassen, ferner 1st gemäss der Erfindung ein längliches Berührung sdiaphragma vorgesehen, das unmittelbar durch einen nachgiebig angeordneten Kristall berührt wird, so aase der Kristall sofort sich den Oberflächenformänderungen anpassen kann, wobei das Diaphragma deformierbar ist« um so in Grenzen eine Einstellung des Kristalles zu ermöglichen und so diesen in der richtigen Arbeitsstellung zu dem prüfenden Körper zu halten·

Gemäss der Erfindung ist ferner eine rauramässig ausgerichtete, vielteilige, gerade Kristalle verblendende Anordnung geschaffen worden, die durch eine mehrere Stufen umfassende Verzögerungsleitung unter Verwendung von

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Transistoren betätigt wird, um so zeitlich verzögerte •früfeignale von einander ähnlicher Stärke und geeigneter Phase zu schaffen, die innerhalb des Prüfstückes in einem Strahl zusammengefasst sind, der unter irgendeinem gewünschten Winkel gerichtet ist«,

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung, in der eine Anzahl von Ausführungsbeispielen der Erfindung dargestellt ist. Es zeigen:

Pig.l eine schematische Darstellung eines vereinfachten Oberachall-Material-Penlertestsystems unter Verwendung einer erfindungsgemässen Winkelkristallanordnung,-

Pig.2 eine vereinfachte Schaltung einea fortlaufend tätigen Schienenfehler-Prüfsystems gemäss der Erfindung, bei dem Vielfachkristallanordnungen, die jeweils Senkrecht- und Winkelkristalle umfassen, für beide Schienen vorgesehen sind, wobei jene mit einem gemeinsamen Speicher vom Typ einer Kathodenstrahl^ röhre verbunden sind,

Pig.2A : eine perspektivische verkleinerte Ansicht eines Überachallprüfwagens, der die Schaltimg noch Pig.2 verwendet,

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Pig.2B ein Impulsdiagrammjdas einen typischen Ablauf des Vorgangs innerhalb einer Überschalleinrichtuisg gemäss Fig.2 darstellt,,

Pig«5 eine teilweise geschnittene Seitenansicht zur Darstellung der Kristallanordnung, wie sie 'für die einzelnen Schienen verwendet wird,

Pig·4 ein Bloekdfagramm der Schaltung, wie sie in der Überschalleinrichtung gemäss Fig.2 verwendet wird«,

Pig.5 eine perspektivische Ansicht des Wagens und der Kupplungssackanordnung, wie sie in einer Ausführungs« form der Erfindung verwendet wird und zwar in vergrössertem Maßstab,

Pig.6 eiiKxeilquerscbnitt durch einen Kupplungssack für den Mittel- oder senkrechten Kristall nach linie 6-6 der

Ftg»7 eine Seitenansicht durch eine weitere Ausführungsform einer ttberschallkopplungsvorrichtung unter Verwendung eines zusammengebauten Troges, der sich fortlaufend bewegende Flüssigkeitsströme verwendet«

Pig,8- eine Draufsicht auf den Trog gemäss Fig.7, Pig.9 ein allgemeines Schaltschema entsprechend dem in Pig«2 dargestellten zur Erläuterung einer weiteren Ausföhrungsform der Erfindung,

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Pig.10 eine schematische Seitenansicht des Wagens und

von Montageeinzelheiten gemäss Pig.9_s Pig.11 ein Blockdiagramm für eine der- Überschallschal-

tungen, wie diese zum Steuern eines vielteiligen zusammengesetzten Winkelkristalls verwendet werden,, beispielsweise entsprechend der Auaführungsform nach Pig«9»

fig.12 ein Schaltschema einer Verzögerungaschaltung vme* ~* ihrer Verbindungen mit einem vielteiligen.als Sender dienenden Winkelkristall ₉

Pig.13 ein Schaltschema einer Verzögerungaschaltung

und ihrer Anschlüsse: mit einem vielteiligen^als Empfänger dienenden Winkelkristall,

Pig.14 eine Schemaschaltung entsprechend den Pig.2 •^: und 9 zur Barstellung einer weiteren Ausführungs-

_f form der Erfindung»

Γ ■ . en '

; . Üg.15 ein'LUngsschnitt zur Darstellung einer Variante

* · · eines Pührungssehuhs und einer Trogkonstruktion_β I die mit einer weiteren Art einer' „!überschall-

; . Kristallkopplungeanordnung ausgerüstet ist,

Γ. Pig.16 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäss Pig.l5_e

: Pig.17

f- und 18 Querschnitte nach Linien 17-17 und 18-18 d-er

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Pig« 19 eine schematic eke Darstellung eines Überschau«·- Strahles,der in Längsrichtung entlang einer Schiene geleitet wird,

Fig.20 ein Diagramm einer B-A tastdarstellung, wie sie durch Winkelkristallvorricli^ungen getaäsa Figd4 entwickelt wird_f

Tig»21 eine Draufsicht auf eine~Sehiene zur Darstellung der seitlichen Verbreiterung eines Überschau-Strahles, der in Längsrichtung durch den Kopf der Schiene geleitet wird_p

Fig.22 einen Schnitt durch eine Stumpfachweissung an benachbarten Schienenenden, wie died auch in S¹Ig.21 dargestellt ist,

Pig,23 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer Winkelkristall-Kopplungsvorrichtung zur Verwendung anstelle der Elemente 516, 516', 517 und 517* der Fig.14,

Fig.24 einen Längsschnitt durch die Kopplungsvorrichtung gemäss Fig.25_P

Fig.25 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäss Fig.23,.

Beschreibung der Ausführungsform nach Fig.l

Zur Erläuterung ist die Erfindung und ihre Vorteile, besonders in Bezug auf eine fortlaufende Prüfung vor;

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Schienenfehlern^mittels überschall beschrieben. Doch ergibt sich aus den folgenden Ausführungen ohne weiteres _s dass bestimmte Merkmale der Erfindung auch wichtige Vorteile bei anderen Anwendungen einer Übersohall-Fehlerprüfung ergeben«

In Fig.l ist ein Überschallwellensendor bei E in öer Art eines elektromechanischen Übertragers, baispieisvieise eines Quarzkristallee, dargestellt» und dieser ist so angeordnet, dass die Überschallstrahlen durch ein Kupplungsglied 0 (gewöhnlich Wasser, obgleich auch andere Flüssigkeiten und Körper, wie beispielsweise Kunststoffteile oder KunstStoffdiaphragmen _f ebenfalls infrage kommen) so geschickt werden, dass die Strahlen auf eine Oberfläche eines Körpers R auftreffen (der hier als Eisenbahnschiene dargestellt ist)^ und zwar unter einem Einfallwinkel I, der einen solchen Wert aufweist, dass innerhalb der Schiene ein gebrochener Scherwellenstrahl" erzeugt wird, der sich unter einem sogenannten flachen Winkel F fortpflanzt. Er wird in dieser Beschreibung als ein Winkel definiert, der sich in einer Richtung erstreckt, die

■parallel
faatrzur Eintrittsfläche ist. In dem speziellen Pail der dargestellten Eisenbahnschiene liegen flache Winkel von praktischer Verwendbarkeit in dem Bereich zwischen 75-85°, Infolge der Ausbreitung des Strahle in dor Sohl one ksT:-

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die Mittellinie des Strahls nur ungefähr bei Strahlen* winkeln über 85° definiert werden. Im^Betrieb hat es sich gezeigt, dass die Gegend am Ende der Schiene ein feststell bares Echo aus einer Entfernung/bis zu 6 Fuss erzeugt^ Infolge der Breite des Kristalles und infolge der divergenten Eigenschaften der Überschallstrahlen hat irgendein bestimmter.in der dargestellten Anordnung erzeugter Strahl unter der Annahme einer Arbeitsfrequenz von 2,5 MHs einen Keulenöffnungawinkel von der Grrössenordnung von 10° gemessen vom Eingangspunkt E' der Zwischenfläche_vund daher hat ein Strahl unter einem flachen Winkel von 75° Hüllflächen zwischen 70 und 80°. In ähnlicher Weise hat ein Strahl von einem flachen Winkel von 80° Hüllflächen unter 75 - 85° und ein Strahl unter einem flachen Winkel von 85° Hüllflächen von 80 bis beinahe 90°.

In allen Fällen tritt die max» Signalstärke In der Mitte der Keule auf.und die Signalstärke in den Randbereichen ist von der Grössenordnung von 20-30$ des Maximums. Beim Überschall-Schienenfehlerprüfen wurde festgestellt, dass flache Winkel im Bereich von 75- 85° zur Erzeugung von •feststellbaren SignalrefBctionen von quer und zusammengesetzt verlaufenden Fehlern, von knapp unter der Oberfläche liegenden Fehlern, auch unterhalb von Verbrennungen oder anderen Unregelmässigkeiten und ferner auch 809806/0888 -U-

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Fehler an den Seltenkanten der Schiene wirksam bemützt werden können. In Fig.l ist bei TF ein Querris3 dargestellt, und im allgemeinen sind Querrisse im wesentlichen senkrecht und verhältnjsmässig gerade und glatt*

Wenn ein Überschallstratil eine solche relativ glatte, flache Oberfläche unter einem bestimmten Winkel triff t_f, so wird der grösste Teil der Energie unter einem entgegengesetzt gleichen Winkel reflektiert und die entlang dem Einfallwinkel reflektierte Energiemenge hängt nur von den Streuwirkungen ab und wird bedeutend schwächer, wenn der Einfallwinkel stetig von der richtigen senkrechten Lage abweicht. Aue diesem Grüne 1st did Stärke der Scherwellenatrablen» die durch Kristalle erzeugt werden, die unter einem Einfallwinkel wie hier dargestellt, arbeiten, bedeutend schwächer innerhalb der tatsächllohen Schiene. Entsprechend ist der Seherwellenstrahl innerhalb der Schiene beim Auftreffen auf einen Fehler erheblich geschwächt, wenn er nicht im wesentlichen senkrecht zur Ebene oder Richtung des Fehlers orientiert ist* Aus diesem Grün« erleidet ein unter einem Winkel von 70 arbeitender Strahl enorme Verluste, während ein unter einem flachen Winkel arbeitender Strahl erheblich verbesserte Eigenschaften in Bezug auf diesen Vorgang aufweist. Ein weiterer Vorteil bei der Verwendung eines flachen _f

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im wesentlichen senkrecht zur Ausdehnung eines Querrissea liegenden Winkels besteht darin, dass der Strahl das Ziel bei 8^M oder 9^W Weglänge auffassen kann$, so dass eine Reihe von reflektierten Impulsen erzeugt werden, während ein Strahl unter einem 70° Winkel höchstens bei 1" oder 2" Länge bei einem Querries das Ziel auffassen kann»

Die grösseren Winkel von 85 - 88° gestatten ein Arbeiten bei sogar noch gröeseren Entfernungen vom Fehler, Hierdurch hat man zusätzlich Zeit, das Ziel aufau—faasen, und es ergibt sich eine vollständigere !Trennung der gewünschten Pehleranseigen sowohl von dem Signalgemisch , das an der Trennfläche Metall-Flüssigkeit infolge des Einfallswinkels entsteht als auch von den Oberfläohenwellen-Reflektionen entsprechend den Oberflächenbereichen in der Nähe des Kristalls.

In Fig.l ist bei H ferner noch ein Pehler, beispielsweise 1/8" Loch von 3/4" Tiefe. in der Schiene gezeigt. Auch hier kann ein Strahl unter einem flachen Winkel auf das Ziel auftreffen,und zwar aus mindestens 3 ~ 4" Entfernung. Das Loch wird auch festgestellt, wenn es unter einem Oberflächenfehler, beispielsweise einer Verbrennung oder einer Schale sitzt. Es ergibt sich also, dass bei einem 70°

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Winkel der Strahl das Ziel nur aus einer kleineren Entfernung ale 1" treffen kann« Bei einer iOrtpflansungsgeschwindigkeit von 10 MPH (180" pro Sekunde) und einer Puls*· Frequenz von 500 Hz findet wahrscheinlich nur ein Prüfsignal das Loch,und in vielen Fällen wird überhaupt fee in Signal dies tun.. Damit ist ein Arbeiten bei 70° bei Oviier Fortpflanzungsgeschwindigkeit von 10 MPB nicht eu-v erlässig und noch wichtiger, ee ergibt sich damit eine absolute Grenze für die Fortpflanzungsgeschwindigkeit des überschaue s*

In einer Prüfanordnung, bei der Oberschall mit einem Stahlkörper, beispielsweise einer Schiene, durch Flüssigkeit und durch ein Diaphragma aus Gummi oder Kunststoff gekoppelt ist, werden Scherweilen unter einem Winkel von 70° in der Schiene durch ein/Kristall erzeugt, oer unter einem Winkel von 24° zur Eintrittßflache orientiert ist„ Biese Werte wurden empirisch bestimmt, da die Kompliziertheit der physikalischen Beziehungen eine genaue Anwendung des Gesetzes von Snell nicht gestattet. Winkel von mehr als im Metall wurden bisher mit Erfolg nicht verwendet, weil bei solchen erhöhten Winkeln eine Oberflächenwelle zusätzlich zur Scherwelle erzeugt wird, die innerhalb des Körpers sich fortpflanzt. Bei Prüfung mittels Signa".'i-oi'Ic-kti >γ

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erzeugt die Oberflächenwelle Reflektionen, die von solchen Heflektionen nicht trennbar sind, die von fehlern innerhalb der Schice zurückkehren. Um nun flache Winkel innerhalb der Schiene zu erzeugen, ist es notwendig, den Kristall unter einem Winkel im Bereich von im wesentlichen 25 r 30 C+)° anzusetzen» Dieser Bereich ist anwendbar, wenn Über» schall durch ein Kopplungsglied aus Wasser an eine Eisenbahnschiene weitergegeben wird. Xn diesem Zusammenhang tritt eine starke Dämpfung bei Einfallwinkeln von etwas giroSser als 30° ein» Kleine Änderungen an dieser oberen Grenze können eintreten, wenn ein Diaphragma aus Teflon oder Gummi oder einem anderen geeigneten Material zwischen dem Kupplungsglied' und der Schiene angeordnet wird« Der Bereich für des Winkel Jj'ga Einfalletrahls kann sich bei Anwendungen erheblich ändern, bei denen der Körper in Bezug auf unter» sohiedliohe Merkmale geprüft wird, und wenn die Flüssigkeit (fee Kupplungsglieds kein lasser ist oder wenn das Kupplungsglied ein fester Körper ist· Deshalb werden die Maßnahmen, die alle möglichen Situationen bestimmen, am besten vom Winkelbereich abgeleitet, der Innerhalb des Prüfkörpers erzeugt wird. Dieser Bereich liegt im wesentlichen zwischen 75° bis 85° (+) für die Mittenaohse der sich ausbreitenden Soherwellenstrahlen, die innerhalb der Schiene entwickelt «erden* *

Gesät« der vorliegenden Erfindung wird dl« Verwendung

öer$aoe/c8$s * -

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von flachen Winkeln dadurch ermöglicht, -dasd die auftretenden Oberflächenwelle/* gedämpft werden, während rsuglelcii Reflektieren ausgeblendet werden, die von Oborflächenfehlern innerhalb von zwei Zoll Entfernung vom Eirrferittspuvikt

' ί des Überfeiehalla in den Prüfkörper surückkehreru

Oberflächenwellen_s die von Oberfliichenfehlern avui einer Entfernung von 3, 4· oder-5^H oder mehr reflektiert werden, werden leicht durch Dämpfungsmasanahinon eliminiert« Bei i Verwendung von flachen Winkeln ateht einem ein Boreich ' zur Verfugung, das ausreicht, um ein Ausblenden böi bis. ,

zu 2" einfachen Strahlweges zu gestatten, ohne dass erheb-

lieh an Impulsfrequenz geopfert wird, !

In Fig.l ist der Winkelkristall in einer übor'sehall-ffehler-

t " prüfeinrichtung angeordnet, die eine tibersehallmasohine , ^; UM verwendet, die beispielsweise von der Art sein kann_P wie diese im USA-Patent No. 2 949 028 dargestellt ist.

j Der Kristall B ist in einem länglichen Kupplungs3chuh '[ 15 angeordnet, der in der beispielsweise!! Darstellung hier

i Wässereingangs- und-Aasgangsöffnungen 16 und 17 hat, die

«it einem Faeeervorrat verbunden Bind, wobei ferner ein Ί geschlossener Strömungskreie vorgesehen ISt₅, um einen fort- ^ . laufenden Wasserstrom auf die Schiene zur Kopplung des Über-■ echalls mit dieser Schiene tu'erseugen. Die untere Vpnd 15 Jt

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des Schuhs bildet eine Schienenkontaktplatte,die zum Dämpfen der Oberflächenwellen dient, die an der Fläche zwischen Wasser und Schiene infolge des Einfallswinkels erzeugt werden. Diese Wand kann in geeigneter Y/eise in der Vorwärtsstrahlrichtung wie bei 15 E angedeutet, verlängert werden, um so die Dämpfungswirkung zu erhöhen*

Die Wand 15 L hat eine Mittelöffnung, so dass dae Kopplungswasser unmittelbar die Schiene berührt. Die Wand kann 80 undurchlässig sein, dass Überschall durch sie und durch eine dünne Schicht der Kopplungsflüssigkeit zum Eintritt in die Schiene übertragen wird ₉ Anstatt der Wand 15 I kann irgendein geeignetes Kunststoff material, Metall oder ein gummiähnlichea Material verwendet werden, ferner kann irgendeine der Kopplungeanordnungen gemäss den TJSA-Patenten 2 992 553, 3 028 751 und 3 328753 verwendet werden_;und ferner wird noch auf die USA-Anmeldungen 715 002, 065 103 verwiesen, deren Konstruktionen ebenfalls bei der Winkelprüfeinrichtung gemäsß der Erfindung benützt werden könnenο

Die Überschallmaechine UM weist einen Prüfsignalgenerator 32 und einen ständig laufenden Hochfrequenzoszillator 33 \ auf* deren Ausgänge gemeinsam an den Kristall E angef schlossen sind. Die von dem Kristall wahrgenommenen/

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.; . 8OSS0S/CS8S

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reflektierten Signale werden einem l'or 34 über eine:« Überlagerungs-Verstärker 35, einen Detektor 36 und einen Video-Verstärker 37 zugeführt. Der Prüfsignalgenerator 32 wird periodisch von einem Pulsfolgegenerator RG betätigt, der auch das 'for 34 über eine geeignete Verzögerungsleitung 38 steuert« Das Ausgangssignal von 5?o:r '54 wird einer Anzeige T zugeführt, die ein Kathodenstrahl-Oszillograph sein kann, dessen Zeitablenkung durch eine Steuerleitung des Pulsfolgegenerators betätigt wird.

Die Verzögerungsleitung 38 kann so eingestellt sein, dass das Tor 34 für einen Zeitraum von 50 Mikrosek. die Portpflanzung des Strahls durch das Wasserkupplungsglied und ungefähr 2^M der Schiene gestattet, und das Tor kann so eingestellt sein, dass es von Fehlern herrührende Reflektionen im Bereich zwischen 2" und 10" oder mehr empfängt· Die Kontaktplatte des Kopplungasehuhs dämpft wirksam und vollständig irgendwelche Oberflächenwellen-

* reflektionen von Oberflächenfehlern_;die 2^M und met vom

* Sintrittspunkt entfernt liegenj und am Ausgang des Tores )V 34 kommen daher keine von der Grenzfläche herrührendea /"' Wellengemische und reflektierteuOberflächenwelleii vor,

I' Vorzugsweise wird jedoch die Einrichtung mit einer aus_g»₇ . reichend hohen Empfindlichkeit betrieben, so dass kleinste

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Signalamplituden am Oszillographen erscheinen Biese Arbeitsweise ergibt leicht erkennbare !Pehleranzeigen, während zugleich auch angezeigt wird, dass eine wirklich wirksame Kopplung aufrechterhalten wird. Der gedämpfte Bereich hangt von der Art des Dämpfungsmediums und dem Eintrittswinkel ab, doch kann er für die typischen Schienenprüfanwendungen mit 1" Zwischenraum als das zulässige Minimum "betrachtet werden. Wenn nur ein Elüssigkeitsfilm auf der Schiene als Dampfungsmedium dient» kann unter manchen Umständen der minimale Bereich eine Grosse bis zu 3 oder 4ⁿ haben·

Beschreibung des Ausführungsbeispiels nach Pig.2,

Zwar kann die vorliegende Erfindung in einer Anzahl von unterschiedlichen physikalischen Anordnungen verwirklicht werden, doch ist sie in den Pig.2, 2A und 3 in einer besonders günstigen Ausführungsform im Zusammenhang mit einem System zur fortlaufenden Überschallprüfung von Sohienenfehlern, zum untersuchen und zur Wiedergabe einer bidliohen Darstellung der von einem vollständigen Querschnitt der Schiene empfangenen Signalen erläutert«

In diesem Ausführungabeispiel ist ein Paar Eisenbahn- ' schienen mit H und B* bezeichnet, die ein geeignetes ^Z! *

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Schienenfahrzeug tragen, das in Pig.2 A als Ganzes mit 25 bezeichnet ist. Bas Schienenfahrzeug 25 ist mit einer Öberschall-Prüfeinrichtung versehen, die hier schematisch in I?ig.4 als Blockdiagramm dargestellt ist· Das Fahrzeug kann mit einem geeigneten Aufhängemechanismus zum Anbringen

_k der Kupplungströge 27 und 27* in geeigneter Lage auf den Ψ

Schienen versehen sein. Weitere Merkmale der Trogkonstruktion und der Aufhängung sind im einzelnen in den Fig.3» 5 und 6 dargestellt. In federn Fall kann eine Anordnung von 13 Kristallen aufgenommen werden.

Die einzelnen Kristallanordnungen Bind identisch,und der Einfachheit halber wird die Anordnung für die Schiene E beschrieben.und die entsprechendeAnordnung für die Schiene R* ist mit denselben Bezugszeichen im. folgenden versehen, jedoch mit einem Strich. Die Kristallanordnung «eist einen geraden oder senkrechten Kristall V in ihrer * Mitte auf, der von entgegengesetzt geneigten Winkelkristal-» len 20 S flankiert ist, die ihrerseits wieder durch

., . entgegengesetzt geneigte^ in Längsrichtung im Abstand ange- - ordnete Winkelkristalle 20 R flankiert sind, und diese

Ujt - j, * ■ ' ·

; wiederum sind durch Paare von entgegengesetzt geneigten, \ nebeneinander angeordneten Winkelkristallen 30 S flankiert.und schliesslich sinä diese letzteren durch Paare

von-entgegengesetzt geneigten.nebeneinander angeordneten

$; . - 809806/0883

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Winkelkristallen 30 R flankiert. Der senkrechte Kristall V dient sowohl als Sender wie auch als Empfänger« während die Kristalle 20 S miteinander zusammengeschaltet sind und nur als Sendekristalle arbeiten, wobei die Kristalle 20 R ebenfalls zusasimengeschaltet sind und nur als Empfängerkristalle für die Kristalle 20 S arbeiten. Schliesslich sind die Tier Kristalle 30 S zusammengesehaltet und arbeiten als Sender, während die vier Kristalle 30 R ala Empfänger für die Kristalle 30 E arbeiten.

Die in Fig.2 und 4 dargestellte Uberschalleinrichtung

iet mit beiden Anordnungen der Kristalle verbunden, um die Kristalle in einer bestimmten zeitlichen Folge zu betätigen· Biese Einrichtung weist eine Gruppe von 6 Über-* scballmaschinen TJ1 bis U6 auf, die in Reihe miteinander verbunden und durch einen einsigen Pulsfolgegenerator RG angetrieben «rind, so dass sie in einem Zyklus von UI bis U6 jedes Mal betätigt werden, -wenn der Pulsfolgegenera·* tor ihnen einen Impuls zufäährt. Die einzelnen Oberschall·* maschinen können gleich der in Pig.l dargestellten sein,und entsprechende feile sind mit gleichen Bezugs» zeichen versehen. Die einzelnen Überachallmaschinen mit ' Ausnahme der eisten haben auch einen Eingangsverzögerungs-Stromkreis 31, der so einstellbar ist» dass die Zeiten

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für die Ansteuerung der Maschinen den physikalischen Prüfbedingungen angepasst werden können. Damit betätigt der Pulsfolgegenerator RG die Oberschallmaschine U1 durch unmittelbare Verbindung, und die Maschinen U2 bis TT6 werden nacheinander über die Reihenverbindungen 31C betätigt_f die sich in entsprechender Folge zwischen den entsprechenden Eingangsverzögerungsleitungen erstrecken»

Die Übersehallmaschine Ü1 ist mit dem senkrechten Sender- und Empfängerkristall V für die Schiene R¹ und die Übersehallmaschine Ü2 mit dem senkrechten Sender und Empfängerkristall V der Schiene R verbunden. Entsprechend ist die Übersehallmaschine Ü3 mit Sen vier Senderkristallen 3 Ϊ* verbunden und empfängt über eine getrennte Verbindung reflektierte Signale von den vier Empfängerkristallen 30 R*. Die Übersohai!maschine U4 ist mit der Gruppe der vier Kristalle 30 P verbunden und empfängt reflektierte Signale von der Gruppe der vier Kristalle 30 R.

Schliesslich ist die Übersehallmaschine U5 so angeschlossen, dass die Gruppe der zwei Senderkristalle 2OS' betätigt wird und die reflektierten Signale von der Gruppe der zwei Empfängerkristalle 20 R' empfängt, während die Übersehallmaschine ü6 zur Betätigung dor Gruppe der

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Kristalle 20 S angeschlossen ist und reflektierte Signale fön den beiden Empfängerkristallen 20 H erhält«

iat eine Anzeige» beispielsweise ein. Oszillograph T_/gemäss Fig.2 so angeschlossen, dass er die ausgetasteten Ausgangssignale der parallel angeschlossenen' Ausgangsleituh^en 59 von den einzelnen iibersehailmasehinen U1 bis 06 erhält. Jede Maschine liefert Ausgangsspannungen über ihre eigene forscbaltung 34» die gemäss den Bedingungen der Wasser- und Metallstrecken für die durch

_v zjgitlioh

die Kristalle erzeugten Strahlen verzögert und\eingeordnet werden. Die Oszillographenröhre ϊ ist so angeschlossen, dass sie eine B-Wiedergabe aller reflektierten Signale beider Schienen zeigt. Aus diesem Grund wird die Auegangaspannung aller Überschallmaschinen dem Steuergitter der Kathodenstrahl-Erzeugung 40 der Röhre zage-, führt . Wie in Fig.2 dargestellt, werden die horizontalen Ablenkvorrichtungen 41 mit dem Signal eines eine Einheit bildenden Lösohirapuls-und PrüfSignalgenerators 42 beliefert, der auch Böachimpulse an das Speiehernetz 43 liefert. Die senkrechten Ablenkvorrichtungen 44 werden mit Sägezahnsignalen über einen Sägezahngenerator 4f5 belifert, der für sich von den Eingangssignalen für die einzelnen Überschallmaschinen Ul, 05 und XF5 betätigt 80980e/C888 - 26 -

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die'',wie dargestellt ,mit dem Ablenkgenerator übel* getrennte Verzögerungsleitungen 46 verbunden sind.

Wirkungsweise der Konstruktion nach ]?ig. 2.

Der grundsätzliche Arbeitszyklus wird unter Bezug auf * die Darstellung der Fig.2 und das Impulsdiagramm gemäss Fig.2B beschrieben.

Der Pulsfolgegenerator RS gibt einen Betätigungsimpuls ^an die Oberschallmaschine U1 zurzeit T = O,und im we3ent~

liehen gleichzeitig wird der senkrechte Kristall V ' durch einen Impuls betätigt, um ein Überschall-Prüfsignal über eine senkrechte Wasserstrecke der Schiene R¹ zuzu-

_

■ führen. Eine vom Eingang zur Überschallmaschine Ü1 über den ersten Verzögerungsstromkreis 46 führende Verbindung setzt den Ablenkgenerator 45 in Tätigkeit, der 'nun einen raschen Hinlauf durchführt und so eine Flanke des Sägezahns (s.Fig.2B) erzeugt, die zum Zeitpunkt T β 50 Mikroeek. beginnt. Wenn von der Betätigung der

; Maschine UI zurzeit T » 0 gemessen wird, so vergehen un~

' . gefähr 90 Äikrosek. entsprechend einer Eundlaufzeit dee Signals durch die Wasserbahn, bevor die vom Schienen» ^ kopf reflektierten Signale empfangen werden. Damit hat sich I₁. die JELanke nun um 40 Mikrosek. verlängert, bevor die Sig-

nalreflektionen ankommen« -

f 809806/CB8 8 * 27 - ,

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Wenn das von dem Kristall V* kommende Prüfsignal in die Schiene R' eintritt, so erzeugt es getrennte von der Eintrittsoberfläche von inneren Fehlern und/oder von der Basis ausgehende Reflektieren, um so A-Abtastsignale zu erzeugen, die dem Steuergitter der Kathodenstrahlerzeugung 40 der Röhre zugeführt werden, wobei alle früheren und späteren Signalreflektionen durch Torschaltung ausgeblendet wurden.

In bestimmter zeitlicher Zuordnung zu den Signalen aus der zur Haschine U1 gehöriges torschaltung legt der Ablenkgenerator 45 die Spannung zur Vertikalablenkung an die Oszillographenröhre an* Indem dieser Vorgang in aufeinanderfolgenden Zyklen wiederholt wird, werden die Linien H¹ und B* allmählich in horizontaler__Richtung auf den Schirm der Röhre aufgezeichnet, und zwar mit einer Geschwindigkeit, die durch die Signale des Prüfsignalgenerators 42 bestimmt wird. Kennzeichnende Markierungen, die Ref] ;ktionen an einem Bolzenloch öder an einem innen sitzenien Fehler entsprechen, werden ebenso auf der Röhre zwiseaen den Linien B* und H¹ aufgezeichnet. 60 - 80 jx see pro Zyklus werden ' benötigt, um mit einer A-Abtastung ein Bild der Schiene R* aufzuzeichnen«

Zur Zeit ¹S. * 350 /u see wird die Üb'erschallc ischine 02

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angesteuert $ und nach wieäercan e"cY9& 90 /a se«_f der Zeitspanne für die Ausbreitung im Wasser, ließt da« A-Abtastsignal des ssnfcrschten Kristalls V aus der Schiene R kommend an. Dies geschieht innerhalb öse Zeitpunkts 540 620 /u sec. Während aufeinanderfolgender 'iyfclea verdien die linien für den Kopf und die Basis der Schiene aufgezeichnet wie bei H und B in den ]?ig»2 und 2A gezeigt» Der Ablenkgenerator läuft bis zur Zeit T » 625Ji ccc, zu öcr er durch ein Signal aus der Verzögerungsleitung 46 rüclcgcstellt wird, die mit dem Eingang der Oberachailmaschino Ü3 verbund en iet, worauf ein schneller ^telauf erfolg'-, der ein aweites Ablenksignal zur Zeit Π? - 650 γλ sec veranlaastö

Die Öberechallmaschine U5 ist zeitlich so plaziert, dass eie Über ihre eingebaute Verzögerungsleitung 31 die vier Kristalle 30 S¹ zur Zeit T = 750^i see ansteuert und 50 ω see lang die relativ kurze Ausbreitungestrecke im Wasser und etwa 2 Zoll Ausbreitungsstreoke in.der Metallschiene ausblendet. Die reflektierten Signale korken in der Zeit T « 800 - 1000^u see zurück. Dies ermöglicht Signalreflektionen in einer Entfernung von 2 Zoll bis 3 Zoll Von dem Punkt des Strahleintritt a aus (jcr-easen auf zunehmet.. Sie werden getrennt unter der Linie B¹ au!* dem SeMrm aargestellt.

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Zur Zeit ΐ » 1215 /u sec wird die überschallinasühinö 04 gestartet und steuert vier Kristalle 30 S an» wobei wiederum etwa 50 /u sec für die Ausbreitung im Wasser und 2 Soll in der Schiene ausgeblendet werden. Bas reflektierte Signal kommt in der Zeit Ϊ « 1265 - 1465 ä see wieder zurück.

Zur Zeit $ - 1475JI aec wird der Ablenkgenerator durch ein Signal aus der Verzögerungsleitung 46 der tfcerschallaaachine IT 4 zurückgestellt, und sum zweiten Hal setzt ein schnei ler Hinlauf ein. Zur Zeit S = 1500^u see setst eine neue Ablenkspannung ein·

Die überachallmaschlne 05 ist zeitlich so eingestellt« dass sie durch ihre eingebaute Verzögerungsleitung zur Zeit Ί s 180OyU see Spannung abgibt,und dass sie eine Yerzögerungeseit von etwa 50ja see ausblendet, was der Ausbreitungsstrecke im Wasser und etwa 2 Zoll im Metall entspricht_β Reflektierte Signal« kehren in der Zeit von T » 1860 bis 196OyU see «urück, «as etwa einer Ausbreitung 8 trecke von 3 Zoll im Metall entspricht,

Sohlleaelich wird 6i* Öberaoballmaachine 06 aur Zeit T- 2250 λ sec Über ihre eingebaute Verzog erungesaoaltting angesteuert, wobei wieder 5Ou eec Vereögerungazeit sehen sind,und die reflektierten Signale zur Ze|.t f »

.,, _(l: 809806/0888

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2525 - 2425 /U sec zuriidt&enren. Zum zweiten Mal gibt der Pulsfolgegenerator zur Zeit T » 2450 /U see eine Spannung ab und steuert gleichzeitig die Überschallmaschine

ν Ü1 an, womit ein weiterer Zyklus mit 3 Abtastungen beginnt»

Somit dauert ein Zyklus mit 3 Abtastungen insgesamt 2450 /Vi see» Auf dieser Baeie hat der PUlsfolgegeaerator eine '' frequenz von etwa 4Qu Impulse/sec*

Bs ist geplant, dem Pulsfolgegenerator eine Frequenz von 400 Herfez und mehr zu geben. Bei der beschriebenen.Anordnung wird die Impulsfolge dadurch begrenzt, dass räutelieh voneinander getrennte Gebiete auf dem Bildschirm vorgew

£ sehen «erden müssen, um die Signale, die aus den versci&edenen Arten der Kristalle kommen, die zu beiden Schienen

, gehören, aufzeichnen zu können. Diese Technik eignet sich sehr gut dazu, die aufgezeichneten Signale leicht deuten

.. zu können·

Die Impulefolgefrequenz könnte auch dadurch erhöht «erden,

£ dass Man Ablenkeignale verwendet, die einen verwickelten

• . Verlauf haben, aber im al Ig βα» in en wird dies durch die

L·^ .,_t Koetezi und teohniechen Überlegungen gegenwärtig noch nicht

P;^r^ / eereetitfertigt· . - - ■■;'■.'■

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|; * ■-, Die ¥olgefrequens5 könnte ohne weiteres dadurch ver40PP*it

809806/0888 3ADORtGiNAL

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werden, dass man die Signale aus jeder Schiene auf getrennt ten Röhren darstellt oder indem man zwei Systeme zur Kathodenstrahlerzeugung in einer einzigen Oszillographenröhre verwendet,und dass man jeweils einer solchen Anordnung jeder Schiene drei Überschallmaschinen zuordnet. Üin die Impulsfolgefrequenz zu erhöhen, wird auch eine solche ümkonstruktion erwogen, bei der die Signale aus den geraden Kristallen V und V und aus den Kristallen 20 S und 20 S¹ auf einem Bildschirm dargestellt werden, und die Signale aus den Kristallen 50 S und 30 S* auf einen? gesonderten Bildschirm dargestellt werden. In diesem Fall werden die Überschallmaschinen für die zwei Oszillographen entsprechend umgruppiert·

Jeder der senkrechten Kristalle V und V¹ in der Anordnung nach Fig.2 hat den Hauptzweck, Bolzenlochbrüche, Kopfband trennst eilen und senkrechte und horizontale, geschütz= te Köpfe festzustellen, und sie haben sich für diesen Zweck gut bewährt. Auf dem Bildschirm sind für diese Kristalle besondere Aufzeichnungsmöglichkeiten vorgesehen« Versal ie- ■ dene Fehlertypen werden durch sie leicht erkennbar und in bekannten charakteristischen Ausbildungen arfgezeichnet.

Die Kristalle 20 S und 20 S¹ sind unter einem Einfallswinkel von etwa 20° angeordnet und rufen Scherwellen hervor 80 9806/0888

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die sich in der Schiene unter einem WiakeX von etwa 55 oder 60° fortpflanzen« Diese Kristalle oir-d daau da₉ Fehler in tieferen Regionen den Kopfbänder, feat austeilen und auch etwa in der oberen Hälfte dea uohienensteges. Auch für diesen IPaIl hat man besondere Aufzeichnungen auf den Bildschirmen der Röhre vorgesehen, auf dor die Fehleranzeigen in einem leicht deutbaren Kurvenvorlaul' erscheinen,

Schliesslich, und das ist besonders wichtig, sind die Kristalle 30 S und 30 S¹ unter einem Einfallswinkel in der Grössenordnung von 30° angeordnet, obwohl dieser Winkel, wie vorher erwähnt, sieh in der Gegend von 25-30 bewegen kann. Durch den Einfallswinkel von 30° wird eine Scherwelle erzeugt, die sich unter einem flachen Winkel von der Grüssenordnung von 85 oder 86° fortpflanzt und einen Winkel von etwa 82 - 89° ausfüllt. Hit diener Welle erkennt man Fehler mit einem kleinen Abstand, die unter der Oberfläche liegen und Fehler relrtiv kleiner ßrö; se, wie z.B. 1/8 Zoll-Iöcher_t Die 30° Kristalle gestatter: auch Fehler festzustellen, wie z.B. Verbrennungen, die knapp unter der Oberfläche liegen und auch solche Fehler, welche infolge ihrer Ausrichtung uri Perm keine Signalreflektionen erzeugen können, vv..Iö-γο von denen anderer Kristalle unteracheidbar ,AnC ':':.·... froblotic. x^~ ehe die durch die 3O⁰-*::!. et nil* »?:,:.- :_. ': ^ "BAD ORIGINAL

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notwendigerweise mit sich bringen, werden dadurch gelöst, dass man aolche Reflektionen ausblendet, die von Pehlern stammen, welche innerhalb einer Entfernung von 2 Zoll vom Auftreffpunkt entfernt liegen, und indem man die Oberflächenwellen selbst dämpft,, Nach der Überoichtschaltung in Fig.3» die im Detail in Fig.5 und 6 gezeigt wird, steht eine dünne Haut 55 aus Gummi oder Plastik in Kontakt mit der JPilmoberfläehe und dient dazu, die Oberflächenwellen zu dämpfen. Da zwei Zoll Ausbreitungsentfernung ausgeblendet werden, sind Oberflächenwellen, welche von naheliegenden Oberflächenfehlern herrühren, ohne Bedeutung. Da es schwierig ist, solche Reflektionen vollständig zu dämpfen, ist diese Abblendvorrichtung für den praktischen Einsatz wichtig. We it strahlende Oberflächen-· reflektionen werden durch die Haut 55 des Diaphragmas wirkungsvoll gedämpft·

Wichtig ist auch noch, dass Versuche bewiesen haben, dass die Anwesenheit eines festen Körpers oder eines Wasservolumens auf dem Schienenkopf ebenfalls dazu dienen können, wirkungsvoll zu dämpfen. Deehalb können 30°-Kristalle auch dann eingesetzt werden, wenn die Haut des Diaphragmas weggelassen wird. Jedoch wird vorteilhaft die Haut verwendet, da sie die hauptsächliche mechanische Abnützung 809806/0888 _ 54 _ '

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aufnimmt und leicht ersetzt werden kann. Durch Versuche ist auch bewiesen worden, dass die Anwesenheit einer dünnen Wasserschicht auf der Schiene zum Unterschied von ■ einem Volumen oder einer Säule Wasser ebenso dazu dienen kann, die Reflektion der Oberflächenwellen au dämpfen. Jedoch musste in einigen Fällen dann die ausgeblendete Entfernung von zwei Zoll auf vier Zoll ausgedehnt werden, um geeignete Dämpfungsergebnisse zu erzielen. In Fig·2 A sind am vorderen Ende des Wagens Vorrichtungen 51 gezeigt, welche ein Vornässen gestatten, da dies eben nur dazu dient, den Wirkungsgrad der Kopplung zu erhöhen.

Es sei noch darauf hingewiesen, dass die Kristalle 30 S und 30 S* paarweise und Seite an Seite und kreuzweise über dem Schienenkopf angeordnet sind, so dass die äussere Kante des Kristalls nahe oder fluchtend mit der entsprechen den Seitenkante der Schiene verläuft. Es wurde auch gefunden, dass bei der Anwendung eines Kristalls zur Erzeugung flacher Scherwellen innerhalb einer Schiene die Empfindlichkeit 20mal grosser wurde, wenn der Kristall an der Seitenkante der Schiene angeordnet wurde, wobei die Empfinc lichkeit mit derjenigen verglichen ist, die man erhält, wenn ein Kristall in der Mitte der Schiene angeordnet ist. In der Praxis ist es möglich, von einem Schienenende auf eine Entfernung von 6 Puss ein Echo zu erhalten, wobei der

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Kristall an der Seitenkante angeordnet ist, während die max. Länge in der Grössenordnung von 4 bis 1/2 Fuse ist_f wenn der Kristall über der Mitte der Schiene angeordnet ist. Die Anordnung kann "besonders gut dazu verwendet werden, vermischte Pehler unter einer Schale festzustellen. Biese besondere Eigenschaft kann dadurch erklärt werden, dass die flachwinklige Scherwelle innerhalb des Schienenkopfes vorzugsweise der Seite der Schiene folgt, wenn dieser Bereich nicht gedämpft wird* Eine Schervvelle, die in der Schienenmitte erzeugt wird, neigt dazu, sich aufzufächern, wird zerstreut und verliert dadurch an Amplitude

Die Empfängerkristalle 30 R und 30H¹ sind vorzugsweise unter dem gleichen Einfallswinkel angeordnet, wie die Senderkristalle 3OS und 30 S^f, jedoch können die Empfängerkristalle auch unter anderen Winkeln betrieben werden, da dies nicht so bedeutsam ist wie bei den Senderkristeilen« Zusätzliche Vorteile entstehen daraus _f dass man gesonderte Sender- und Empfängerkristalle verwendet. Wenn der Empfängerkristall vom Senderkristall einen Abstand hat, der in entgegengesetzter Richtung zu dein Ausbreitungsweg der Einfallstrahlen liegt, so wird der Empfängerkristall wirksamer von Oberflächenwellen und anderen Resteffekten isoliert, die bei Systemen zur fortlaufenden Prüfung auftreten können, welche Winkelkristalle^ Wrnacrfcupplungen

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und ähnliches "benutzen..

Beschreibung der Schlittenkufen nach ^ig.S und

In Mg.2A wird der Wagen mit swei getrennte ι Kufen und 100' zur Ankupplung an die Schiene gezeigt. Diese Kufe Bind so angeordnet, dass sie hinter dem Wagen hergeschleppt werden und an dem Wagen durch eine gemeinsam» Befestigung 100 und 101 befestigt sind. Die Befestigung erfolgt nach Grundsätzen, wie sie in den Pig.l und 2 des ÜS-Patentea 3 028 751 vom 10«April 1962 gezeigt ist. Die Aufhängung 101 umfasst Stützarme 102 zur Befestigung Über Gummiverbindungen 102 R für die Verbin lung mit der hinteren Achse des Wagens, die sowohl auf*- und abgehende als auch seitliche Bewegungen dieser Arme aufnehmen.

Jede Kufe umfasst vordere und hintere Leitsohuhe 103 und 104t äie in einem Abstand voneinander angeordnet sind und im Kontakt mit der Schiene stehen. Sie sind starr miteinander durch einen steifen Rahmen 105 ν irbunden

Von einer Kufe zur andern erstrecken sich teleskopartig

_t inöinanderschiebbare Stäbe 106 und 107, die mit öem vor _v deren und hinteren Führungsschuh 103 und 10 t- jeweils

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bunden sind· Sie stellen auf diese Art und Weise eine Bezugsebene bezüglich der Schienenköpfe her,

Pedern versuchen die teleskopartige Anordnung auszufahren, die mit einem von einem Motor angetriebenen · Kabel 108 versehen ist, womit bewirkt wird, dass jedes Teleskop sich beim Abheben der Kufen durch diese Kabel immer mehr zusammenzieht und sich laufend ausdehnt, metal die Kufen soweit abgelassen werden, bis sie auf der Schiene aufliegen.

Für die Richtungseinstellung der geraden Kristalle ist jede Kufe mit einer Reihe seitlicher Steuerkabel 109 ausgerüstet, mit' denen man den trogartigen Rahmen 105 seitlich in Bezug zu den Führungsschuhen 105. und 104 verschieben kann· Ausserdem ist ein Steuerkabel 110 vor* gesehen, mit dem man vertikal kippen kann,und mit dem nan die geraden Kristalle V oder V* steuert, um ihren senkrechten seitlichen Winkel in Bezug auf die Bezugsebene einzustellen, welche von den Pührungsschuhen 103 und 104 bestimmt wird. Die Gr-undsätze zur Einstellung von Kristallen "sind genau in der oben erwähnten Patentschrift Nr. 3 028 751 erwähnt.

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Der Rahmen 105» welcher den Kupplungstrog für die Kristalle jeder Schiene abgibt, umfasst obere und untere, ausgedehnte, bogenförmige Klamraerbänder 111 und 112 (s.Pig.6) welche den Rand eines im allgemeinen rechtwinkligen Diaphragmas 55 umgreifen, das vorzugsweise aua Gummi oder gummiähnlichem Material besteht, obwohl auch Plastikhaut,

wie z.B. 5eflon, ebenfalls benutzt werden kann. Das untere Band 112 bewirkt eine steife Verbindung von Schuh zu Schuh über den Einstellmechanismus 113, welcher auf dem Schuh liegt. Das obere Band 111 ist an das untere Band «Jure lösbare Befestigung 114 verbunden, um die Austauschaöglichkeit des Diaphragmas zu verbessern«

Im Diaphragma schwimmt eine kleine Menge Kupplungsflüssigkeit. Die verschiedenen Kristalle sind in einer Reihe _s von Kupplungssäcken im. Trog so angeordnet, wie dies Fig.2 zeigt. Im mittleren Kupplungssack 115 ist der einzelne,

j . gerade Kristall V untergebracht, der sowohl als Sender? als

auch als Empfänger dient. In jedem der benachbarten Kupp-.-j lunßssäcke 116 ist ein Satz von einzelnen, 20°-Kristallen V zum Senden und Empfangen vorgesehen, und scbliesslich sind in jedem am Ende vorgesehenen Kupplungssack 117 ein Satz von zwei 3O°-Kri st allen zum Senden und zwei 30°-Kristallen '*

zum Empfangen vorgesehen· .. ;

-■■·■■■ ; .. * 39 - , ...v

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I 4 /όό,ΌΗ

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Diese Anordnung des länglichen Rahmens und Diaphragmas erlauben, dass das Diaphragma 55 glattüber Schxenenstösse hinwegrutschen kann und dann an anderen unregelraässig ausgebildeten Stellen der Schiene das Diaphragma eioh örtlich wie benötigt anlegen kann, Ausserdem werden die Kupplungsssäcke so vom Rahmen gefealtert, dass plötzliche Abhebekräfte an den Säcken vermieden werden, welche die durch die Säcke hergestellte Kopplung unterbrechen würden*

In der Aueführungsform nach Pig*5 ist jede Kristall- und Troganordnung identisch. In der Fig.6 wird der einzelne gerade Kristall V gezeigt, der in dem mittleren Kupplungssack 115 angeordnet ist. Jede Kupplungssackyorrichtung umfasst einen Gummisack 120, der fest mit eine: Bakelithalterung für den Krietall verbunden ist. Jeder Sack 120 ist mit einer Koppelflüssigkeit gefüllt, die unter einem Druck von 2 Fuss Flüssigkeitssäule über einem Yerteilerbloek 122 gehalten wird, der über eine biegsame leitung 123 aus einem Vorratsbehälter 124» der mit dem Wagen mitgeführt wird, versorgt wird.

Die Wirkung des Flüssigkeitsdruckes, der innerhalb des Kupplungssackes vorhanden ist, ist die, dass der Sack sich ausdehnt, und da der Sack fest an dem Rahmen befestigt ist, so drückt der Sack gegen das Diaphragma und 809806/-0888 - 40-

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läoet ea die formen der SohlenenOberfläche annehmen» BIe Quereohnittafläohe durch den Saok 1st nicht weeentlioh grosser ale diejenige, dxe für den Kristall gebrau oht wird, um daa flUsaigkeitevolumen, welches Örtlich beim Verformen dee Saokee verschoben wird« möglichst klein zu halten« Bine eolohe Verformung wird durch die flüssigkeitssäule verursaoht, und zwar lamer dann, wenn der Saok auf starke laderungen in der Oberfläohenfore trifft· Wegen der Fahrgeschwindigkeit beim fortlaufenden Prüfen von Schienen raues aloh der Saok augenblicklich verformen, um das Diaphragma all diesen inderungen ansupas-ββη· Dies hat but folge, daaa die örtliche Tarlagerung des flüosigkeiterolumene mögliohet klein aein muss· wann der relativ kleine Druck wirken soll. Ein flüssigkeitsdruck Ton einem P.S.i, kann einen lubikapll Wasser in 0,031 Sek. wegbewegen. Hält man die Querschnittefläohe des Sackes klein, so braucht bei normaler Verformung des Sackes nicht mehr als 1 Kubiksoll verlagert werden, um eich normalen Änderungen der Oberfläohenf orm ansupassen

man fttr die Winkelkristalle eine veränderbare XInstellung nioat benötigt, sind ihre Kupplungeeäoke mit dem Rahmen verbunden. Sin Bügel 125 1st bei einem

Xupplungssaok an dem Rahmen befestigt und trägt auaaerdem die Iristallhalterung. Der Rahmen lat aueeerden mit

809806/C88S 'V_00n^ -«-.

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Querversteifungen 126 ausgerüstet, die den Kupplungseack 115 flankieren. BIe Querversteifungen 126 tragen Lager 126b, In denen drehbar ein Drehrahmen 127 gelagert iet_f der den Kupplungseack: 115 trägt. Der Drehrahmen 127 kann ßurch Kippen mittels dem Kabel 116 eingestellt werden.

Beechreioang des frogs nach gig.7 nnd 8. Sine froganordnung mit ilüaeigkeitelcopplung ist in den iig.7 und β gezeigt, in denen ein länglicher, kastenförmiger Behälter 113 einen Satz Krietallhalterungen 131 «of-

nimmt, welohe ähnlich wie in Fig.2 angeordnet sind. Der Behälter hat keinen Boden, sondern eine Haut 132 als Diaphra^pa und beeitst einen vorderen νοίά hinteren Haltearm

133 und 134· Dies· sind mit den Kihrungeechuhen 133 und

134 verbanden und dienen sur Aufhängung aod seitlichen einstellung dee BehUltere and seiner Kristalle· Bine längliche Halterunger£lire 135 ist für den geraden Kristall Torgoaehen, und «war in der Kitte des Behälters 130, Sie ist in einem drehbar beweglieben Bahnen 136 gelagert, damit sie Kippbewegungen zur Einstellung des senkrechten seitlichen Winkele vornehmen kann. Aas der Halterungsröhre 135 flieset ein dauernder Flüssigkeitsstrom aus lupplungeflÜBsiglceit. Sie ist an eine Zuführungsleitung -137 angeschlossen« Biese Halterung and die Anordnung für des Kupplungsflüssigkeitsstroni können nach dem Kaster

. - ., 809806/0888 Bado_RIG/nal!_ ₄₂ .

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der l?Ig,2 in der ÖS-ÄnmeleLttng 715 002 gebaut sein. Der Behälter Ist mit einer Inneren, raumtellenden Wand 130 versehen,, die diesen In obere umä trat ere Kammern 159 und 140 teilt. Zuführungsieitnagen 141 grossen Durchmessers zu "beiden Seiten der Halterungsröhre 135 liefern Kupplungsflüssigkeit in öle obere Kammer 139 * »ad zwar mit

· einer solchen BlüEsigkeitsmenge, dasa öle öftere Kammer Im wesentlichen «lauernd roller Kupplungsflüsslgkeit Ist. Die raomteilende Wand 133 b feesitzt geeignete öffnungen für 3eden Überschallstrahl. Diese Öffnungen sind mit entspreehenden RöhreafT attsgerttatet, die nahe dem Diaphragma 132 mit ©ineni Abstand von etwa 1/16 Zoll aufhören. Wie nan oieht_f flieset durch |ede KShre 130 I eis etarker Strom mit Ktipplangsfllissigkelt,, der die Übersehallübertragungsstrecke vom Kristall zum Diaphragma schlleest, welches vorsugswölse mit der Schiene über eine dünne Schicht der "forhässflüssigkett gekoppelt ist. Die Kupp~ lungaflüssigkelt aammelt sich In der unteren Kammer 140 des Behälters und wird durch ein Saugpumpensystcm (nicht gezeigt) abgezogen, welches mit im wesentlichen rechteckigen Auslässen 142 verbunden ist» won denen Jeder der Länge Bach l/2 Behälterabschßitt umgibt, öer IHLuss stränt durch Jede der Röhren 130 T_r trifft auf das Diaphragma

132 und veranlasst es so_t sieh dauernd der Oberflächenfora der Schiene anzupassen..

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Beschreibung dea Aueführungabelsplelee nach Flg.9»

Bin weiteres Ausführunßsbeiepiel für ein System sum fortlaufenden Prüfen von Schienen wird in den Pig.9 und 10 gezeigt, in denen die Kristalle so angeordnet sind, toe· sie direkt mit ihrer flachen Seite das Trogdiaphragma berühren. Die Anordnung des Troges und der Führungsschuh« kann gleich sein, wie dies In Fig.3 und 5 geseigt let« aber «ie In Fig.9 und 10 geeelgt, «erden verschiedene Methc den angewandt, mit denen die Kristalle alt der Schien· gekoppelt «erden. In Beeng auf die Sohlene R umfassen die XrIStallanordnungen, die in den Fig· 9 und 10 geeelgt sind, in der Mitte ein· . Vorrichtung 215 «ur Ereeugung eines gerades oder senkrechten Strahls, bei der getrennt· Sender» und Kmpfangerkrietaile 215 S und 215 R vorgesahen sind, dl· in einer gemeinsamen Halterung 215 H montiert •lud und duroh susammragesstste Senderkriatallelnhelten 216 flankiert warden, die iiirerseite von susammengesetzten Empfängerkristallelnh«lten 217 flankiert «erden. In jedem fall hat die Empfängereinheit 217 die Aufgabe, reflektierte Signale, die von der unmittelbar daneben liegenden Sendereinheit 216 er saugt «erden, zu empfangen.

Der fragrahmen 205 1st mit Quorversteifungen 226 ausgerüstet, die eu beiden Seiten der in der Mitte angeordneten

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ICs¹Istallfsish®It 215 angeordnet sind· Aueseräeia Oi^apfas 226 *& an diesen Querverstsifusgon aage«· j woishs teil Bs^aiirafoiasa 22δ lagern, eier olao Püh« Kagp/iiühffö 22? T trägt« Ein fttaragsatab 227 H ist an üsr ^Xt.-TA'i&Sjg SIS H "bOACSvigtij wslclier 2u fier saitijlesresa

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U.Joni 1963 - 45 -

232 duroh «in Peer in senkrechter Richtung wirkender federn 220 gedrttokt* Si« federn 220 litsen an QuerbOgeln 225« die «η ihren Bnden nit des ffrogrehaen 205 rtrfcanden sind.

Me elektrischen Verbindungen zur Ansteuerung der übersehallvorrlohtung und deren Kristalle in einer bestlasrten Sctltenfolge wird in flg.9 geselgt. Sie übersohÄlleinrioh- \ tung vafasst einen fulsfolgegenerator RS, der einen ]

Ton sechs hinterelnendergesokalteten «asohinen U1 bis 06 ansteuert. Der Pulsfolgegentrator 1§ steuert die Obersohallaaaonine U1 direkt an« 01 wieder»* ist »it Έ2 sä deren Ansteuerung verbunden, ile nledtrai Uj5 «nateeiert en,

SI· ÖbersohAllmasohine UI ist alt der »lttltreß Kristall*»

•inhslt 215* der Sohlen· 1* verbunden» und die Übtrsehall- | ■asohln· 02 1st «it des vorderen Bate der Btnhelten 216* und 217', dl· aus susacMsngesetsten Kristallen bestehen I und *ur Sohlen© S* gehören, verbunden. Bnts|r«ohend ist di ObereohallMisohino U3 «it der mittleren Krlstalleinhelt 215 ^Ur die Sohlene X und dl· Überaehallxasohlne V4 alt dem vorderen Sats der Einheiten 216 und 217 fur dl· Sohion· E verbunden· IKLe Obersohallaasehlne U5 1st alt des

hin«tree Sate der Sinheiten 216* und 217* für die Sohlene 809806/0888 BADORiQiNAL ^_46-

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R* und die Übereohallmaechine U6 ist mit dem hinteren Satz der Einheiten 216 und 217 für die Schiene R verbunden

Eine Speioberbildröhre T iat öle Anzeige abgebildet und ist bo angeschlossen, daes sie die über Toreohaltungen geschickten Ausgangssignale der parallelgeeohalteten Aue-» gangeleitungen 39 empfängt, die von jeder der Übereohallmasohinen U1 bis Π6 kommen. Die Rohre t let so angeeohloee« dass sie eine B-Abtastung auf dem 3ildechirm seigt, und zwar Signale aller Art, die von heiien Schienen herrühren« Deshalb wird das Ausgangsslgnal der ühereohallmaschine an das Steuergitter der Kathodenstrahlerzeugung 40 gelegt« Entsprechend der Fig.2 werden die Einrichtungen 41 but waagrechten Ablenkung mit einem Abtast&ignal aii|;eBt*uert_# das aus der Doppeleinheit 240 ■tarnt, welone ebenfalls LÖBchiapulse an das apeiohergltter 43 liefert· Sie 2inriohtungen 44 zur aenkreohten Ablenkung de» Kathodenstrahl^ in der Röhre T werden τοη einem aus einem Ablenkgenerator kommenden Sägeeahnelgnal angesteuert_t der unabhängig του den Terbindungsleitungen, welche den Eingang alt den Übereohallmaeohinen U1 und U5 Terbinden, angeetoeaet wird· Jede dieser leitungen umfasst eine geeignete TerzöVerungsleitung 46.

Bei einem Arbeitesyklua wird der Bildschirm der Speicher*

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'/•Öhrs Kiiö? ©inmal bestrichen« Di© von der Überschallmsschi« us IH gewonnenen Signale v/erden bei fiera ersten Ijurohlcu^r C;ls Kopf"· and B&öisanzeigelinien für die Schiene R^e iai ij'bören Seil der Röhre geschrieben. Darauf folgt der von $es? Maschine U2 gewonnene Kurvenverlauf aus dem vorderen

$ats äss¹ zugammengesetate» Kristalle der Schiene E¹· Da-■/-* ε-smf folgen die Kopf- und Basis-Ünion für die senkrechten der Schiene R, wie sie von der Maschine' U^ ge-

werclen, und schlissslich folgt der Kurvenverlauf« des" fl^.reä die Masohins Ü4 aus dem vorderen Sats de:·? isuaaaßss^oeststsa ,Kristalle für ei© Schiene E gewonnen wird., Boim 5K73ites3 Durchlauf ^ird ö©2? Karvenverlauf für den

?©a Sats ier Kristalle für die Schien© E' geaeichnet, Ü"s5e5?lepp©a «sich ies· Surveaverlauf des entsprechenden ?eE2 Sat se©' üot ausaairaengssotstosi Kristall©» UQ'd dar— ι vri2?e& des? ■ Kurveaverlsxif für öen hinteren Verlauf der säeezigssstztsn Kristalls für öl© Schien© R aufgezeichnet ci©h genau mit öem Kiarirsa^erlaui öes entsprechenden i©ip@s Satzes zueaiamsagesetster Kristalle überlappt.

Aiiorönuag 5©der d©r tlberaöhallmaschisien 02, Ü4-, ^5 Reichs die susammengeaetssten- Kristalle msteuern_s ist ioli derjenigen der MascMna U2_S -welche ia Pig,Il ge- *ä nirö. Sie umfasst eine Eingangsveraögcrungsleitung

die so eiasestcllt worden kann, daos man die geeignete! SßSaOS/0888

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Ansteuerungezeiten erhält, welche für den oben be·» «öhriebenen Kurvenverlauf notwendig sind. Me Verzögerungsleitung 31 bestimmt den Zeltpunkt für das Ansteuern des Jtottfslgnalgenerators 32, dessen Ausgangssignal mit demjenigen eines Hochfrequenzoszillators 33 vereint wird und einem angepassten.Veraögerungsleitungsveratärker 203 «ugeführt wird, um damit gleichzeitig die zwei getrennten finhelten 216* der zusammengesetzten Send'erkristalle des forderen Satzes anzusteuern. Reflektierte Signale werden UUreh zwei getrennte Einheiten 217' zusammengesetzter Il tupf anger kristalle empfangen und über die angepasste Ver- «Ögtrungsleitung und dan Verstärker 240 geschickt, der getr*nate Empfangskanäle versorgt* welohe einen Verstärker 35» einen Detektor 36 und einen Video-Verstärker 37 umfas-Ben» Sie Ausgangesignale dee Videoreretärkers 37 werden zu einer UHD/ODER Vldeo-Torsohaltung 34 VO geeohlckt,welche wiederum alt der. Auegang»torschaltung 34 Terbunden ist, line Verzögerung 38, die leitlloh von der Verzögerungseinhelt 31 angesteuert wird, bereitet dae Tor 34 während des eewttneehten ZeitlHtervan.e· vor· Da· Auegangaelgnal de« tor· wird dann au der Kathodenstrahlerzeugung der Speicherrohre geaohlokt. Duroh die getrennten Eapfängerk»näle Ter-

■eidet Man Phaeenprobleme, die dazu führen würden« daaa Signale, die glaiohxaitrg duroh zwei getrennte Snpfangerkristalle empfangen werden» eioh auelöeohen, Dleee

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gleiche Teohnik kann eben·ο bei den übersohallmasohiiKtn naoh flg. 2 Terwendet werden, um Phasenprobleme zu vermeiden, und zwar In solchen fällen, in denen getrennte ■'· Empfänger

gleichzeitig reflektierte Signale empfangen·

Jede Sendereinheit zusammengesetzter Kristalle kann aus einem Satz τοη 10 Kristallen bestehen, von denen jeder einen Querschnitt τοη 1 Zoll mal 1/10 Zoll hat und die in einer gemeinsamen Halterung nahe beieinander und Seite an Seite längs der Schiene angeordnet sind und damit eine zusammengesetzt· Einheit τοη der Abmessung 1 Zoll ζ 1 Zoll dareteilen. Bariumtitanat- und Bleititanat-Krlstalle haben gute Eigenschaften in Bezug auf ihre Querschnitt «fläche und sind somit für ein· so lebe Anwendung geeignet. Biese Kristalleinheiten »lad in gerader oder ebenfläohiger Beziehung zur Sohienenoberfläcne angeordnet und werden in kurz nintereinariderfolgeaden Zeitabschnitten betätigt, um Im Zusammenwirken Innerhalb der Sohlen· eine Well· uflfcr flachen Winkeln zu erzeugen. Sie allgemeinen Grundlagen dieser Teohnik sind in der US-Anmeldung alt der Vr. 855 150 Tom 24.*οτ.1959 beschrieben.

Um einen Strahl unttr einem flachen Winkel zu erzeugen, «essen Achse unter einem Winkel τοη 85° liegt, sollt· die

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seitliche Verzögerung tob einen Ende dee Kristalle sum anderen Ende In enges Zuesjuienhäng eilt der Ausbreitung·-» geschwindigkeit de· überschaue Innerhalb der Sohlen· etehen. Die Einzelheiten der Verzögerungsleitung 230 für die Sendekrietalleinheit 216* sind in Fig.12 geseigt· Der linke auseen liegende Kristall in fig.12 erseugt einen Wellenrerlauf, der eioh in der Art und Welse auebreitet, wie gezeigt· Dieser Wellenrerlauf umfasst Koaponfenten, die in alle Sichtungen eeigen. Diee let charakteristisch für die la wesentlichen punktföraige Anwendung der Übersohalllapulse, was «loh aus dir splitterartigen triatallanOrdnung, dl· gewählt wird, erklärt· Jeder der aufeinanderfolgenden Kristalle ersengt ihnliohe Veil·»* foraea, und wenn aan das Auftreten dieser Wellenformen geeignet steuert, so erseugt der swette ein« Komponente, welche die gleiche Richtung und Phase wie die 83°-Eoapoaen-* te des ersten Kristall» hat. Darnaoh Terhalten sieb der dritte und die folgendes Kristalle gleioheraaJen, bis die unter 85° liegende Komponente genügend verstürkt wird und die Wellenfora des Signale In der Schiene beet inert. Angenommen, der Obereohall breite sich innerhalb der Sohlene la Tür αχ seo üb ein Zoll aus, und dass der suaammenge« •etst· Kristall 1 Zoll lang In Sichtung der Sohlene iet, iann ftuie die Verzögerung«leitung, welche dl· Seiten für

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das Ansteuern der Kristalle bestimmt, eine Geaamtverzögerungazeit von etwas weniger als 4 /U see haben. Die genaue .Eineteilung sollte bei Jeder Einheit einzeln ausgeführt werden. Die Wirksamkeit des angelegten Signals, mit der die Verzögerungsleitung die zusammengesetzten Kristalle ansteuert, wird stark gedämpft, und die Verzögerungsleitung nach Pig.12 be ei 1251 für jeden Verzögerungeleitungsabschnitt eine Verstärkerstufe. Jeder Abschnitt der Verzögerungeleitung umfasst eine in Serie geschaltete Spule L und einen Nebensohlusskondensator C. Bas Signal wird stark gedämpft, während es durch einen solchen Abechxtij läuft. Seehalb ist ein Transistor A zwischen jedem Abschnitt der Verzögerungeleitung angeordnet, der die urspriingliphe Signalamplitude wieder herstellt. Im Ausführungsbelepiel wird ein PHP-Transistor in Emittereoheltung verwendet. Die Basis des Transistors A ist mit der 3pule L und dem Kondensator 0 dee ersten Abschnittes verbunden;. Der Emitter 1st mit der Erdklemme dee Kondensators verbunden, und der Kollektor litt mit der Eingänge klemme dee «weiten Abschnitte· verbanden, ebenso wie mit den

zweiten Kristall· Diese Anordnung Ut ungewöhnlich einfach und wirkungsvoll, weil.&ariumtitanat- und Bleititanat Kristalle niedrige Widerstände haben und deshalb die niedrigen Eingangewlderstiinde der in Emitter schaltung betriebenen Tranilator-Veretärktrituft· angepaeat tlnd. BAD ORIGINAL , ·09§0β/088· ^v- Jf -

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Ähnliche Vorkehrungen sind für die Verzögerungsleitungen 240 und für die Einheit 217 der Empfängerkristalle getroffen. Einzelheiten werden in Fig.13 gezeigt. Ea wird. gezeigt, wie ein reflektiertes Signal SR zur leitung zurückkehrt und zuerst am in Fig.13 rechts aussen liegendei Kristall eintrifft. Dort erzeugt es ein Signal, das zur Spule Ii des rechts aussen liegenden Abschnittes der ,.....;.., Verzögerungsleitung geschickt wird. Dieser Abschnitt umfasst einen Nebenschlusskondensator C. Da der rechts aussen liegende Abschnitt der Verzögerungsleitung ein Element I und G umfasst, wird das Signal gedämpft. Deshalb ist eine Verstärkerstufe vorgesehen, die das Signal zum nächsten Abschnitt der Verzögerungsleitung schickt. Die Verstärkeratufe benutzt einen Transistor A in Emitterschaltung, um eine gute Wideratandsanpasamg mit dem rechte ausβen liegenden Kristall zu erzielen, der in seiner Eingangsschaltung liegt. Die vorwärtsschreitende Welle SR nähert eich nacheinander den Kristallen und betätigt sie in dieser Reihenfolge· Sie seitliche Einstellung der Abschnitte der Verzögerungsleitung ist von der Ausbreitungegeeohwindigkeit de· Überaoballe· im Metall - abhängig und verursacht, dass aufeinanderfolgend längs der Verzögerungsleitung ein Signal ent·teht. Die geeignet zeitilohe Einstellung verursacht bei dem aue vielen Abschnitten bestehenden Kristall, daea er nur auf Signale«

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die aich der Verzögerungsleitung untei* einem bestimmten Winkel nähern, anspricht.

Beschreibung des Aus lUihrun/rabei spiele·;-, nach F5.ij.14

Ein weiteres AuofUhruiigsbeispiel eined üystew_f <laB fortlaufend Fehler in BeMe-cien sucht, <vi.ro. in Fi^, 14 gezeigt, "bei der jede Kristalianürdnung .fest mit dam Diaphragma 55 des Troges gekoppelt ist. Die Auoräaung des Troges und der Führungsschuhe ist χλ-allgemeinen ähnBch. derjenigen, die in Fig.9 und 10 gezeigt ist., Jedoch wird eine abweichende Technik, die Winkelkristalle anzukuppeln, benutzt·

Bezüglich der Schiene E umfasst die entsprechende Kristallanordnung, die in den Pig.14, 15 und 16 gezeigt ist, eine Einheit 315 zur Erzeugung eines geraden oder senkrechten Strahles in der Mitte, bestehend aus getrennten Sender- und Empfängerkristallen 315 S und 315 3, die in Durchbohrungen einer gemeinsamen Halterung: 315 H sitzen. Die Einheit 315 wird von vorderen und hirrfcere» Einheiten 316 und 517 flankiert, die zur Erzeugung eines Winkelstrahleβ dienen. Die Einheit 316 hat getrennte Sender- und Empfangskristalle 316 S und 3l€ R, uncl die Einheit 317 hat getrennte Sender- und Empfangski^>-i.,-.tall3 317 S und 317 Ro ' BAD OR/Qjjy^

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'frograhiaen 305 werden obere und Were, länglich und recht&oicig geformte H_aitebänder $11 und 512 verwendet (soPigolT/j welche die im allgemeinen rechteckförmig gestaltete Haut 55 des Diaphragmas festhalten. Senkrecht stehende Beizen 312 S sind durch Schweiasen oder auf andere Art an dem unteren Band 312 befestigt, und zwar an Punkten, ate in Abständen and'essen Umfangskanto liegen*

Diese Bolzen.312 S durchqueren einen Planach 311 P, welcher ein Teil des oberen Bandes 311 ist. Flügelmuttern 313 halten diese Teile in lösbarer Verbindung fest, Wie^· derum schwimmt in dem Rahmen des Troges eine kleine Menge der KupplungsfiüsBigkeit, um die Überschallkopplung zum und durch das Diaphragma 55 zu verbessern. Der mittlere Bereich des Diaphragmas kann sich biegen und verformen, sowie dies notwendig ist, um sich in den Oberflächenformen der Schiene anpassen zu können, und die längliche Ausbildung des Troges und des Diaphragmas gestatten_? dass diese glatt über Unregelmässigkciien dar Schiene gleiten können, so dass Kräfte die ein plötzliches Heben oder Kippen verursachen könnten, vermieden sind.,

Über dem Irograhmen 305 läuft der Länge nacii sie ο Strebe 326, welche an den auf den Püfcrungsaehuhen'30? vör~

gesehenen Stangen 326 3 befestigt ist, >edeτη 32⁷ aiad 809806/0883

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an der-Strebe 326 durch einstellbare Befestigungsschrau-r ben 526 S befestigt und wirken auf die ICristalleinheiten so ein« dasa eie normalerweise nach unten gedruckt werden und die Kristal!halterungen dauernd gegen die Haut des Diaphragmas drücken.

Die Halterung 315 H besteht aus Aluminium und ist I/4 2oll dick_r 2 1/2 Zoll lang und 3/4 Zoll breit. Die Bohrungen in der Halterung sind so angeordnet, dass sie dt© Kristalle 315 S und 315 R etoffschlüssig aufnehmen können. Zu Jeder der Einheiten zur Erzeugung eines Winkelstrahle· ist ein Plastikkeil vorgesehen, der innerhalb des recht» eckigen Aluminiumrahmens 307 stoffschlüssig angebracht 1st. Q-emäsa der gezeigten Anordnung sind sowohl, die Sender als auch die Empfängerkristalle auf einer der frei* liegenden Oberflächen des Keils W befestigt. Füllmasse irt auf der anderen der freiliegenden Oberflächen des Keile angebracht, um innere Echos zu dämpfen. Bei der dargestellten Anordnung sind die Kristalle in einem Auftreffwinkel von 45° äsur Lauffläche der Schiene ausgerichtet, so dass die sogenannten Strahlen flacher Winkel innerhalb der Schiene entstehen. Die Federn 327 stehen in punktförmigem Kontakt mit den vorderen und hinteren Teilen des Rahmens, so dass der Rahmen sich ständig der Ober-

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fläche der Schiene durch Bewegungen anpassen kann. Die Halterung 315 H wird durch eine punktförmig angreifende Feder auf ähnliche Weise gegen das Diaphragma gedrückt und kann auf diese Weise der Oberfläche der Schiene durch Bewegungen folgen«

k Die Stellung der Kristalleinheiten innerhalb des Rahmens wird durch Drahtbügel fixiert. Jedes Ende der Halterung 305 H für die Einheit zur Erzeugung eines senkrechten Strahle besitzt eine öse 330, in die ein Haken 331 aus Draht eingreift, welcher über einen ü-förmigen Drahtbügel 332 an dem Trograhmen 305 befestigt iat. Die einander zugekehrten Enden der Einheiten zur Erzeugung • eines Winkelstrahleo sind durch zwei Drähte 333 miteinander verbunden, und jedes der aussenliegenden Enden ist üb einen einzelnen Draht 334 mit dem Trograhmen verbunden,, Eine Schraubenfeder 334 S an dem hinteren Draht dient dazu, die Bügelanordnung der Einheiten zur Erzeugung eines Winkelstrahles zu spannen. Diese Drahtbügelvorrichtungen halten die Kristalleinheiten an Ort und Stelle unc. gestatten dort ein senkrechtes Spiel und Kippen, so wie dies dazu notwendig ist, dass die Kristalleinheiten der Schiene folgen können.

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Die elektrischen Verbindungen zum Ansteuern der Überacht

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vorrichtung und der Kristallanordnungen «Iod in Tig.14 ge»βigt. In diesem YaIl unfaaaen die Ubereohalleinriobtungen einen Pulafolgegenerator Ba, der einen Sat» τοπ Tier in Serie geschalteten ÜbersohallBeeohlnen UI tile U4 ansteuert· Auf diese Art und Welse steuert der Pulsfolgegenerator RG die Masohlne 171 sur Zelt I * 0 an, und zwar über die direkte Yerbindungsleitung« Ü1 ist so geschaltet, daas sie Ü2 reohteeitig (T » 350 /U sto) und Maeohine U2 1st ao geschaltet, dass aie die Masohlne U3 rechtzeitig (T- 500 /U aeo) und Maeohine ist io geschaltet, dass tie die Maschine U4 rechtzeitig (T · 650 /u aeo) ansteuert.

Maschine Ul ist an dia Einheiten 316* and 317' der eohlene R* aageschlossenι Ü2 ist an die Hoheiten 319* der Schiene B' engeechiossenι U3 1st an dta Einheit 315 der Schiene H und Ü4 aß die Einheit 316 und 317 Ur Schiene B angeschlossen.

Sine Speicherröhre t wird ala Anselge benUtat und 1st ao geaohaltet, dass ala über fforaohaltungen konmende Ausgangs signale der parallel geschalteten Ausgangeleitungen 39 der Oberaohallaaaohinen Ul bla U4 empfängt. Die Bohre T it so geaohaltet, daaa aie aine B-Abtastung aller reflektier· ten Signale aue beiden Schienen anteigt. Xu dieses Zweck

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«erden Ale Auagangeaigsale ier

an das Steuergitter dar Eathodenatrableraeugung 40 enge* schlossen. Die Vorrichtungen 41 ssiar Horizontalablenkung erhalten ein Prüfsignal aas 4er Eirafeeit 42, die ebenso Löechimpulae an das Speiciiergitter 43 ad&iekt. Die Vorrichtungen 44 zur Tertlkslft&leniEmig wertes alt ei nee Sägezahn signal eines Ablenkgenerator» 45 enge steuert» der von einer Verblndungalelttmg; aas beKt£gt wird, die ▼on Pulsfolgegenerator herkoumt wesM atm öle Verzögerung*·· leitung 46 unfasot. Di· Ancrdnang der (iberechallnaachinen U1 bis Ü4 kann ähnlich sein «£· diejenige, die für ent-Bpreshand beelffert· Maochinen In Fig.4 gvsitlgt 1st·

Bei der Anordnung naeb Mg. 14 wird führend «Ines gansea Arbelttsjrklus der Bildachira der Speiaherröhre nur einaal überstrichen. WÄijr*nd dies«· Duroiilauf· «erden dit Kurrenforeen, »eloa· τοη &·τ Kaeohin· 01 etaamtn, dl« dan Einhalten 316· ucd 317* Trabanten tat, aufgeaelohnet, und β war la oberstes Teil dee Bildaobima. Danach folgt der Xurvensug für den E&p£ und dl« Baals, welch© roi der Maschine Ü2 herrührt, die »dt dar £infe«it 315 * Ter> bunden let, gefolgt tos das Mnienaug tür Kopf und Baals, der τοη der Masonlna 33 η errührt _r welche alt der ^Einbeit 315 der Bohlen· £ T«rbanden ist« und sonlieaslioh gefolgt durch dan 1InIaBStIg₉ d#r ίόπ der Kasohine Ü4

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herrührt, welche mit den Einheiten 316 und 317 der Schiene E verbunden ist. Sie Verschiebung dieser Linienzüge wird durch den vorher beschriebenen zeitlichen Zusammenhang bestimmt, wobei TJI zur Zeit T = 0 in Tätigkeit tritt, Ü2 zur Zeit I · 350 /U see, U3 zur Zeit I * 500 /u see und Ü4 zur Zeit T = 600 Ax eec «ti Tätigkeit tritt. U4 die, mit der Einheit zur Erzeugung eines Winkelstrahls verbunden ist, arbeitet während 350 /U.see, Diese Anordnung und die seitlichen Beziehungen ermöglichen eine Wiederholung«frequenz von 800 Hertz, was 1250 /U see Zeitdauer für ^eden Arbeitezyklus entspricht. Deshalb hat die Einrichtung von Zeit (fs lOOO /u see) zu Zeit (I · 1250 αχ see) die Möglichkeit, sich genügend zu erholen.

Fig. Die Anordnung naohyl* im Zusammenwirken mit den Koppluage einriohtungen nach den >ig. 15 - 16 hat beim Einsatz mit einem fehlersuohwagen, wie er in Pig.2 A gezeigt ist, sehr überzeugende Ergebnisse geliefert. In Pig.19 ist eine Schiene in Seitenansicht abgebildet. Der Pfeil X deutet einen einfallenden Oberschallstrahl an, der in die Schiene so eintritt, dass er innerhalb der Sohiene einen 'Strahl R entwickelt, der bei einem flachen Winkel von etwa 85° wirkt. Es wird gezeigt, wie der Strahl in flg.19 eich in senkrechter Richtung auffächert, wie durch

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die linien IR* und -IR¹* gezeigt wird, eo dass die in Richtung der Sohienenlänge gemessene Entfernung immer grosser wird,ixnd der Strahl tiefer in die Schiene eindringt. Z.B. βteilt die Entfernung R1 eine Entfernung von 3- 7 Zoll dar vom Punkt dee auftreffenden Strahl·· I aus gern··

ψ sen. Auf diese Entfernung bin werden Fehler, die im Sohl·« nenkopf sitzen, erkennbare Reflektionen erzeugen. Di· Strecke R 2 überspannt 7 Zoll bis 3 Yuas. Innerhalb dieter Streoke erseugen Tehler, die im Sohienensteg sitzen, erkennbare Reflektionen. Di· Streoke R 3 belauft sich auf 3-4 1/2 fuse« Innerhalb dieser Streoke erzeugen fehler in der Basis der Sohlen· erkennbare Reflektieren. Wie oben erwähnt, werden Äohoe von den Schienentnden aus einer Entfernung bis zu 6 fuse empfangen, wenn man mit flachen

) Winkeln von 85° arbeitet.

linen typischen Wellenrerlauf, der durch ein· Anordnung von Wlnkelkristailsn (eiehe Pig.14) erzeugt wird, let in W.g.20 dargeetellt, In der oben dl· Wellenlinie 360 ein Signalgemenge anzeigt. Dl·· ergibt eich aus den Bedingungen_s die an der Oberfläche herrschen, wenn ein Strahl in eine Sohlen· unter eine« Wink·! eintritt. Die Gerade 361 ist Ib der durch die Pfeile angedeuteten liohtuag gezeichnet and stillt Al· Anzeige dar, die durch das Schienenende

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aittele der Einheit 316 erzeugt wird, B* 330 λ'im ί·η Einheiten zur Erzeugung eine· Wlnkeletrahle* für den Welleaverlauf zugebilligt sind, da der zeitliche Zwischenraum eine Ausbreitung τοη 3 1/2 Fuss in der Sobieoe gestattet und da die Vorrichtung auf eine wirksame Entfernung τοη 6 fuse in Bezug auf Heflektionen am Schienenende arbeitet, ao wird der gesamte zeitliche Zwischenraum» d.h. die gesagte Höhe der Zeichnung in Fig.2 τοη der Geraden 361 überspannt. Die Gerade 362 ist die Bohienenendeanzeige, die τ cm der Einheit 317 stammt. Die Geraden 363 zeigen BolsenlQoher an, die τοη den Einheiten 316 geortet worden lind, und dl· Geraden 346 zeigen entsprechende Bolzenlöcfaer an, dl· doroh die Einheit 317 geortet wurden·

Well die. Anordnung nach Wg.14 auf lang· Intftrmrag arbeiten kann» kann man mit ihr nicht nur bemerkeaewfjrt weit In die Tiefe eindringen» wie die· durch den Xurrensug tob fig.20* mit dem Bolsenlöcher entdeckt ward·» können, angezeigt wird, sondern man ist damit auch in der lege, geechwelsste Verbindungen su prüfen. Die in fig«21 in Draufsicht gezeichnete Schiene wird als Querschnitt in Pig.22 gezeigt. BIe unregelmäaaig verlaufende linie 365 la Hg.22 zeigt die Gegend einer stumpf gesohweissten Verbindung. Dieses Gebiet umfasst auch die Unterseite de» Schienen- kopfes, die Seltenkante de· Sohienensteges und die Ober-

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seite dor Basis. Diese Schweioaverbindung wird in der Seitenansicht von Pig.22 gezeigt, worin überstehende Stellen an den Seiten der Schiene sichtbar werden. Ein Teil dee unten liegenden Gebiets der unrogelmäsoig gezogenen Linien liegt innerhalb der Strahlatrecke, wenn der auffallende Strahl I etwa 7 Zoll bis 2 1/2 Fusa entfernt ist, und wie in Fig.21 angedeutet, sich der Strahl horizontal völlig innerhalb einer Entfernung von etwa 7 Zoll auffächert· Hat ' dor Strahl sich einmal aufgefächert, dann verläuft er geradewegs längs der Schiene und zeigt wenig, wenn überhaupt eine Neigung, sich weiter aufzufächern, so dass der Strahl den Metalldraht oder den Spalt an der geachweiseten Verbindung ohne nennenswertes Auffächern überbrücken kann« Daher haben die Strahlen, nachdem sie sich einmal gana aufgefäoher haben, keine Neigung, sich in dem Gebiet deformierten Materiale weiter aufzufächern, und haben daher auch keine Neigung, die Randgebiete, welche an die Materialverformung grenzen, zu treffen und von ihnen reflektiert zu werden. Deshalb werden unerwünschte Reflektieren an Kanten ausgeschaltet, und es wird möglich, eine geschweiaste Verbindung zuverlässig zu prüfen, sofern die Prüfung auf eine Entfernung von mehr als 7 Zoll stattfindet.

Sine weiterhin denkbare Kupplungseinheit für die Winkel-

^ und 317' aua Fig.14 ist

PR(QrNAL INSPECTED ~ ⁶⁵ ~

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in den Pig.23, 24 und 25 mit der Zahl 416 bezeichnet« Die Einheit 416 umfasst ein im wesentlichen rechteckiges Gehäuse 416 C ohne Boden, der von einem biegsamen Diaphragma

417 gebildet wird. Das Diaphragma» das aus Plastik bestehen kann, wie z.B. Teflon, kann eine Dicke in der Qröseenordnung Ton O₉Ol Zoll haben. Sin Paar Halterungen 418 und eind vorhanden, die durch den Deckel des Behälters ragen» wobei jeder einen Kristall mit ausgerichteter Vorcugsriohtung trägt, der mit 418 F und 419 ? Jeweils bezeichnet ist«

Der Behälter 416 0 kann im wesentlichen bis oben hin ▼oll sein, was durch einen Einfallstöpsel 416 P erreicht werden kann, und irgend eine geeignete Kupplungaflüssigkeit, wie Wasser, Ä'thylenglycol oder ähnliche Flüssigkeiten können verwendet werden. Der Behälter besteht aus einem Überschau absorbierenden Material wie Magnesium, Blei oder Bakelit, und seine inneren Oberflächen sind mit einer Auskleidung 420 versehen, die eine viertel Wellenlänge stark 1st und aus irgendeinem geeigneten Material besteht, das Ultraschall leitet, so dass irgendein Strahl, der in dem Behälter entsteht und auf die Wände trifft, ohne Re* flektionen und Echoe verschwindet. Jeder der Kristalle

418 F und 419 F ist so ausgerichtet, dass sie auf einer solchen Achse ausstrahlen, dass Strahlen innerhalb der Sohiene in der Oröesenordnung von 8$^ϋ erzeugt werdta,

^:tO98Oti/O80!

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Die Anordnung naoh den Pig.23 und ?5 gib: beim Arbeiten die gleichen Vorteile wie die Vorrichtung nach ίΊ£.14, UHd indem man einen Brennpunkt beai t?.er"l- Kristalle verwendet, erreicht man eine noch gröüaere iinpficdlichkeit· Die Kopplungseinheit nach Fig.24 steht direkt mit üem j) Diaphragma 55 in Verbindung, daa die Schiene berührt, und den Seitenwänden des Behälters sind untere Kanten 416 E mit einer solchen Form gegeben, dass sie sich an den Schienenkopf, wie in Flg.23 gezeigt, anpassen. Dadurch, dass man eine Konstruktion wählt, die direkt im Kontakt mit der Schiene steht, erhält man die gewünschte Bewegung, mit der der Schienengestalt gefolgt wird.

'0 88S

BADORiGJNAL

Claims (1)

1. 21.6.196?

   Patentansprüche

   1. Verfahren sur PrUfting eines i'esöeii Xfirpere nut !fehler mit Hilfe von Über schal l-w&i lon» dadurch gs'xtiiwz&Xühne't * defl kurzzeitig eine Obere-shal!welle 8ine:>* bea+.tennt-on Stelle des Körpers unter einen! Bin.fallauinlcel sur Kitepaw'Tvarflfi-she derart zugeführt wird, tiaß eine ÜberouiiallHiSn-^rWoIIe unter einem flachen Winkel zur Einfallöflüüxio inner J.; Ib des Körpers in einer Hauptriohtung deeselbcm iveiisivwiiaert und daß die OberflächiiiJreileirfeionen gedllapf'i und die S^herv/öilenreflektionen anfgenommen und vuraugBi'JöJse ange^Jij.gt werden«

   2. Verfahren nach Anspruch 1» dadurch gekennßoicjiuiefcp daß die Scherwellen in Vorwärtarichtung wandern,

   3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Z₉ dadurch gekennzeichnet, daß mit der Einfallsfläche unmittelbar ?or dem Einfallspunkt ein Dämpfungsmittel in Berührung mit der Sinfal3.<?fläche gebracht wird α

   4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 ~ 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfen innerhalb eines vorbestimmten Bereichs von Einfallspunkt erfolgt.

   5· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der feste Körper eine Schiene ist.

   6* Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,, dadurch gekennzeichnet, daß die Überschallwelle einem mittleren Bereich der Schienenlauffläche augeführt wird und die Sub. :rv/ellen und die Oberflächenwellen im wesentlichen in längoric .tung der Schiene wandern.

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   . 147338Λ

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   7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vibrationsdämpfung durchgeführt wird.

   8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche_β dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfung auf einem mittleren Bereich der Oberflächenwellen durchgeführt wird.

   9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einfallspunkt entlang dem Körper weiterbewegt wird.

   10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stumpfachweißung bei Schienen geprüft wird und die Einfallastelle auf der Schiene liegt.

   11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Auffächern der Überschallwellen insbesondere im Schienenkopf innerhalb eines Bereichs bis zu 7 Zoll stattfindet und die Länge des aufgefächerten Strahles eine Länge von 4,5 Fuß hat und daß die Einfallsstelle mindestens in einen entsprechenden Abstand von der Schweißst ille gebracht wird.

   12«, Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Scherwellen unter einem Raflektionswinkel von der Größenordnung von 85° zur Einfallsflächen-" normalen sich ausbreiten.

   13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zu prüfende Körper eine Anzahl im Winkel zueinander angeordneter Oberflächen aufweist und daß die Einfallsstelle in der Nähe einer Verbindungskmte dieser Flächen angeordnet ist.

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   14. Einrichtung zur Durchführung dee Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Uberochallwellen ein Uberschallerzouger vorgesehen ist» der mit einer Oberfläche des Körpers gekoppelt wird, und daß eine Anzeigevorrichtung für die reflektierten Scherwellen angebracht ist.

   15· Einrichtung nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet» daß eine Dämpfungsvorrichtung zum Ausdämpfen von Oberflächenweilen vorgesehen ist, die aus einen Bereich reflektiert werden, der jenseits einer vorbestinmten Zone liegt.

   16. Einrichtung nach einen der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekenn zeichnet, daß zur Aufnahme der reflektierten Strahlen ein Eapfanger vorgesehen ist.

   17· Einrichtung nach einen der Ansprüche 14 - 16, dadurch gekenn-Belohnet· daß die Anzeigevorrichtung nur die WellenrAktionen anzeigt, die sun Empfänger nach der Zeitspanne zurückkehren, die für die Rückkehr der nichtdämpfbaren, aus kurzer Entfernung staunenden OberflMehenwellenreflektionen gebraucht wird.

   18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 - 17» dadurch gekennzeichnet, deβ daa Kupplungsmittel die Einfallfläche unmittelbar vor den Einfallepunkt der Öberschallwellen berührte

   19* Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 - 18, dadurch gekennzeichnet, daß vor die Anzeige eine Torschaltung geschaltet ist, die die Uberschallwellenreflektionen ausblendet, die zum Empfänger vor der voraussichtlichen Rückkehrzeit der gedämpften Reflektionen verstreicht„

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   8 Ü 9 8 D 6 C ü 8 Z ^H

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   Einrichtung nach einem der. Ιίπαρν'άν'ηα ι4 -- 19«. eadireeh gekennzeichnet, deß eine Kopplungsvorrichtung νο·;ι ibürsciiallwellenerzeuger bia εη einer Oberfläche u&s Kürpftrc *r, öev Fähe einer Xängskiüite desselben engecrdi-.s ^ :iL-fc.

   21. Einrichtung nach eiüem der Anof.rü-itre ^4 - 90, äaeu. ch gekennseichnet» daß flie BilaipfuBgsiait-l-eX -/or äo-a K^ptii'u »a^uwkt liegen «·

   22. Einrichtung nach Anspruch 21, claflu:ef.»i geko.n«::-VJrJLn:-*_t daß durcn die Mittel Wellenreflefctionen wcggediis-iji?ΐ· «erden, die eine größere. Laufsseit haben als' '3.Ie ontisn-rcouoixipn I?2flektionen des Einfallöbereichs«

   23· Einrichtung nach Anspruch 19? äaduroh gekonn^räi.clmet,, daß die 2or3chaltung die Beflektionen innerhalb äs?s vorgerjahriebenen BeiöLchs ausblendet.

   24. Einrichtung nach einem der Ansprüche \A -- 2J, äoduxijn gekennzeichnet» deß die Anzeigevorrichtung üoflektiönen anzeigt, die nach diesem Bereich auftreten«

   25· Einrichtung nach einem der Anoprtich 14 ~ 22_t dadurch gekennzeichnet, daß die Bäapfungsmittel mindestens in Vcrwärtariehtung 1 Zoll von der Kupplungsetelle entfernt sind.

   26. Einrichtung nach Anspruch 21« dadurch gekennzeichnet, daß die Dämpfungsvorrichtung unmittelbar vor.dem 7äS.iifallspunkt angeordnet ist.,

   27. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 - 24- dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung eine getrennte, fortlaufende Anzeige für unterschiedliche 2iefennereiche des Körpers anzeigt·^ · ^v*

   >. f 9 ~ 809806,088 0

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   2i.C.

   28« Einrichtung «ach eines* der Aaoprtiohe 14 27«·- aadureh gekennzeichnet:, dnS eine Anzahl elektromecasniBciier Wandler' sum Senden und Empfangen eines getrennten Pi^fsiitialiis für jeweils einen Bereich vorgesehen igte

   29. Einrichtung nach Anspruch 2B, dadurch gekennzeichnet,'daß die Wandler in Itängsriehfcung au eiern jeweiligen Siefenberelch bewegbar sind.

   30« Einrichtung nach einem der Ansprüche ?.S oder 29,» dadurch ge- ^ kennzeichnet» da3 eine YOrriahtu^ig sos periodischen Betätigen der Wandler in einer vorbestimmten seitlichen SOlge vorgesehen ist, derart, dad Jeder Wandler in einer Folge ein getrenntes ReflektionBmuster entsprechend den körperlichen Merkmalen dos Bereichs ergibt.

   31. Einrichtung nach eineia der Ansprüche 28 - 30» dadurch gekennzelohnet, daS die Anzeigevorrichtung für jeden Wandler einen getrennten Anzeigekanal aufweist,

   32« Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 - 3t, dadurch gekenn- j zeichnet, deS eine Übertragungsvorrichtung vorgesehen ist, die die Eeflektionssuster an die Anzeigevorrichtung zur Verteilung an die Kanäle weitergibt.

   33· Einrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verteilervorrichtung zum Verteilen des Signalreflektionsaueters auf die Kanäle in vorbestimater Seitfolge vorgesehen ist, wobei diese zeitliehe Beziehung zur "Erzeugung der fortlaufenden Anzeige in den Kanälen dient.

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   34. Einrichtung nach Anapruch 28, dmlurcii gekennae.lehnet» daß für jeden Wandler ein getrennter Überacfcallwelleneraeuger

   l^: vorgesehen iat.

   35. Einrichtung nach Anapruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß eine Steuervorrichtung vorgesehen ist, mi diese Erzeuger in einer

   , vorbestimmten, wiederholbaren Polgs ?.a betätigen.

   36. Einrichtung nach Anspruch 14» dadurch gekennzeichnet, daß die r Anzeigevorrichtung eine Anzeigeröhre mit einem Bildschirm

   ψ aufweißt.

   37. Einrichtung nach Anspruch 36. dadurch gekennzeichnet, daß eine Ablenkvorrichtung mit einem Ablenkstroi&kreis vorgesehen ist» üb nacheinander eine B-Abtastung auf dem Bildschirm aufzuselgen.

   38« Einrichtung nach einem der Ansprüche 36 oder 37, dadurch ge* kennzeichnet, daß eine Sehaltvorrichtung vorgesehen ist» um bei jeder Betätigung eines Erzeugers den Ablenkatroakreie einauaehalten.

   " 39· Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 -33» dadurch gekennzeichnet, daß eine Zuführvorrichtung vorgesehen ist, die die Reflektionsiauater der Anzeigeröhre in vorbestiiHiater folge auführt.

   40. Einrichtung nach eines der Anspräche 14 - 39, dadurch gekennzeichnet, deΒ eine Synchronieiervorrichtung für den Ablenk-, stroBdcreiß zur Betätigung der Wandler vorgesehen ist. , 41. Einrichtung nach eines der Ansprüche 14 - 40, dadurch gekenn-. seiehnet, daß während jeder Polge eine Α-Abtastung erzeugt

   T ■ ■ ■

   I^ wird, die den entsprechenden Bereich des Gegenstandes darstellt, und daß die Röhre eine Bildspeicherröhre ist.

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   ί 80 9 80 6/0 88 8

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   42. Einrichtung nach einem der Ansprüche 23 - 31* dadurch gekennzeichnet, daß eine periodisch betätigtere Zyklusvorrichtung zum periodischen, aufeinanderfolgenden Erregen der Wandler vorgesellen ist·

   43. Einrichtung nach einem der Ansprüche 36 - 41» dadurch gekennzeichnet, daß die AblenkgeschwincUgkeit ein ganzes Vielfaches der Geschwindigkeit der periodiach betäti/^eren Vorrichtung ist.

   44* Einrichtung na oh Ansprach 32, dadurch gekennzeichnet, daß eine Übertragungsvorrichtung vorgesehen ist, um eine A-Ab tasking in vorbestimmten zeitlicher Bö Ziehung zur Tiefeaabtastung zuzuführen» um die aufeinanderfolgenden A~Atotastung€ die die aufeinanderfolgenden Querschnitte dor einzelnen Tiefen bereiche darstellen, in getrennte Bilddarstellungen für die einzelnen ausgewählten Tiefenbereiche zu integrieren.

   45· Einrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandler eine Vielzahl von Verzögerungsleitungen in vorbestimmter Reihenfolge aufweisen.

   46. Einrichtung nach Anspruch 45* dadurch gekennseichnet, daß eine Vielzahl von transistoren vorgesehen ist, deren Basis jeweils einzeln mit dem Ausgang der vorhergehenden Verzögerungsleitung, deren Kollektor mit dem Eingang der nachfolgenden Verzögerungsleitung verbunden ist.

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   6 / C δ 8 G-

   Sad

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   47. Einrichtung nach einem der Ansprüche 45 oder 46» dadurch gekennzeichnet t daß die Verzögerungsleitungen einen PiOEokristell aufweisen, der mit dem Eingang dar"Leitungen vcfcfcunden ist.

   48. Einrichtung naoh er'.aem der Ansprüche 45 - 4Y₉ daöurch gekennzeichnet* daß die Impedanz der ein£3.1 neu iü'ict&lüe ungefähr gleich dor Eingangöimpaaünz der i'reiiaietorGii iot-

   49. Einrichtung nach einem der Anspruchs- 45 - 48_f Cßduroh gekenn-Keiohnetr daß die Pieaokristalle in einer ILoIhG- Beten einander in einem Haltel)i.ock angeordnet uxnö,

   50. Einrichtung nach einem der Anap^iish? A3 - 49? dadurch gekerinzeichnet, daß die Verzögerungsleitungen entapvechend engeordnet sind.

   51. Einrichtung nach einem der Ansprüche 45 « 5t^l _£ dadurch gekennzeichnet, daß die Yeraögerungszeit der Veriiif£i.irungaleitungen mit dem Abstand der Kristalle in vcrbootimur^m Beziehungen steht.

   52. Einrichtung nach einem der Ansprüche 45 - ':<% dadurch gekennzeichnet, daß auf den Kristallen ein Diaphragma aufliegt, das aus einem tfberechallwellen leitenden Katerisl Gesteht.

   53« Einrichtung nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannvorrichtung am Halterblock vorgesehen ijt, um die Kristall« gegen das Diaphragma anzudrücken.

   54. Einrichtung nach einem der Ansprüche 52 oder 53» dadurch gekennzeichnet, daß ein langgestrecktes Gestell vorgesehen lot, über daa ein tltoeraoballwellen leitendes Diaphragma gespannt iat, dos mit der IStnfüllsflache dee betreffenden Körpers in Berührung gebracht werden kann.

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   «09806 Q883

   BADORIGtNAL

   A 32 769 h - 73■ ~

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   55. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14, 5? - 54» dadurch gekennzeichnet, daß eine Überaohälleondo aur Kupplung der Ein» fallsf lache mit dem Diaphragma vorgesehen ist«

   56· Einrichtung nach Ansprach 55* dadurch gsfconnaeichnet» dafl eine nachgiebige Andrückvorrichtung zum Andrücken an die Eintrittooberflache vorgesehen ist«

   57» Einrichtung nach einem der Ansprüche 55 oder 56» dadurch gekennzeichnet» daß die Sonde aus dem Halteblock» mindestens einem Kristall und einem aus flexiblem Folienmaterial testehenden Sack besteht, der eine Flüssigkeit zum Kuppeln mit dem Krietall enthält.

   58. Einrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, da· die Andrückvorrichtung eine Federvorrichtung ist» die «wischen dem Gestell und dem Block angeordnet ist·

   59. Einrichtung nach Anspruch 54» dadurch gekennzeichnet, daß

   an Gestell Io Abstand angeordnete Leitschuhe angebracht 8lnd·

   60. Einrichtung nach Anspruch 59» dadurch gekennzeichnet· daö das Gestell und die zugehörigen Seile zwischen den Schuhen angeordnet sind»

   61· Einrichtung nach Anspruch 56, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückvorrichtung eine mit der Flüssigkeitsfüllung dee Sackes kommunizierende Flüssigkeitssäule aufweist, die beispielsweise durch ihre Höhe einen Druck ausüben kann« Einrichtung nach Anspruch 28, 52 - 61, dadurch gekennzeichnet, dafi eine Schwenkvorrichtung vorgesehen ist,, um den Kristall relativ zur Elntrittefläohe zu schwenken, insbesondere um eine Verformung des Diaphragmas auszugleichen.

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   «Einrichtung fiäch eines» der Anaprüeiie 52 - 56 oder 53 - 60» daduroh gekennzeichnet, daß die Kupplungsvorrichtung einen festen. Block: aufweist, dar QintiestsHß eine freiliegende Fläche and eine glatte, das Diaphragma berührende fläche aufweist,, wobei an der erstgenannten fläche ein Wandler befestigt ist, der einen Strahl durch äiö Berührungsfläche schickt»

   64· Einrichtung nach Anspruch 63» dadurch gekennzeichnet, daß ψ der Block ein Keil ist und. aus Übsrschallwellen leitendem Material besteht,

   65« Einrichtung nach einem der Anstehe 63 oder 64, daduroh ge* kennzeichnet» daß an einer der freiliegenden flächen nebeneinander sende- und Empfängerkristalle entlang einer Sichtung befestigt sind, die die glatte fläche schneidet.

   66. Einrichtung nach einem der Ansprüche 54 - 65» dadurch gekennzeichnet, daß das Gestell ein offenes Mittelatüok aufweist. . .

   67· Einrichtung nach einem der Ansprüche 54 - 66, daduroh gekennzeichnet« daß das Diaphragma das Gestell so umspannt una alt seinem Band am Gestell so anliegt» daS mittlere Teile des Diaphragmas zur Berührung mit der Oberfläche des zu prüfenden Gegenstandes freiliegen.

   68. Einrichtung nach einem der Ansprüche 54 bis 67, daduroh gekennzeichnet, daß ein längagerichteter Halter zwischen dem Gestell und dem Halteblaok angeordnet ist, um diesen in eiste Torbeetiasnte Lage durch Verdrehen und aenkrechtaa Bewegen bringen zu können.

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   ' BAD ORIGINAL

   h-24 ^τ

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   69c Einrichtung nach einem der Anapi'üohe 54 ■*· 66* dadurch gekennzeichnet* daß eine Federvorrichtung zwischen einem festen Bezügepunkt der Koppelvorrichtung und dem Block vorgesehen ist, um den letzteren gegen des Diaphragma zu drücken.

   70. Einrichtung nach Anspruch 55 _f dadurch gekennzeichnet» daß die Sonde ein mit starren Wändon versehenes Gehäuse am Diaphragma aufweist, dae an seinem Boden offen und mit einer flexiblen Folie abgedichtet überspannt ist» derart, daß das ™ Gehäuse Flüssigkeit aufnehmen kann.

   71. Einrichtung nach Anspruch 70, dadurch gekennzeichnete daß in dem Gehäuse mindestens ein Wandler angeordnet ist«

   72* Einrichtung nach Anspruch 71₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusewände eua überaohall absorbiereiiöem Materiel sind.
   Einrichtung nach Anspruch 72_t dadurch gekennzeichnet, daß die Vfände einen Innenbelag haben, dessen Stärke eine viertel

   Öl* r
   Wellenlänge beträgt undνaus Überschall leitendem Material ä besteht.

   8098 0 6 ■ C 8 8 G