DE1698150B1 - Messkopf zum ermitteln von mehrachsigen spannungszustaenden in werkstuecken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Meßkopf zum Ermitteln von mehrachsigen Spannungszuständen in Werkstücken, mit mehreren symmetrisch auf einem Kreis angeordneten beweglichen Abtastspitzen und mit Fühleinrichtungen zum Ermitteln der Verstellbewegungen der Abtastspitzen.

Wie bekannt, wird in vielen Zweigen der Industrie zwecks Sicherung einer zeitgemäßen Qualität dauernde Meß- und Formbeständigkeit des Erzeugnisses sowie eine erhöhte Lebensdauer verlangt. Im allgemeinen wird gefordert, daß das Erzeugnis die bei der übergabe gewährleisteten Eigenschaften stets beibehält. Als Beispiele dieser Art können Präzisions-Werkzeugmaschinen, geschweißte Eisenkonstruktionen, gehärtete Werkstücke und feuerbeständiger Korundstein erwähnt werden. Es ist auch bekannt, daß bei metalltechnologischer Bearbeitung wie Zerspannung, Gießen, Kalt- und Warmverformung, Härten, Schweißen usw. im Werkstück Eigenspannungen zurückbleiben, was in der Mehrzahl der Fälle unerwünscht ist. Deshalb besteht in der Industrie ein zunehmendes Bedürfnis, die Eigenspannung insbesondere bei Metallkörpern feststellen zu können.

Die Ermittlung der Eigenspannung bzw. des Spannungszustandes von festen Körpern ist aber sehr umständlich und schwierig. Dies ist einerseits darauf zurückzuführen, daß die Spannungsverteilung selbst in verhältnismäßig einfachen Fällen zwei- oder dreidimensional ist. Zu ihrer Ermittlung sind bisher die Diffraktometrie, Methoden, die auf dem Prinzip der Kräftefreilegung beruhen, Spannungsoptik und physikalische Verfahren verwendet worden. Die bekannten Methoden sind aber im Wesen Laboratoriumsverfahren, die einerseits sehr umständlich und kostspielig sind und andererseits bei grobheterogenem Gefüge des Metalls, wie z. B. bei Gußeisen, den praktischen Erfordernissen nicht entsprechen. Hinzu kommt, daß sie ungeeignet sind, die Eigenspannung eines fertigen Erzeugnissen mit größerer Masse und heterogenem Gefüge unter Betriebsverhältnissen zerstörungsfrei zu ermitteln.

Bisher sind Meßköpfe zum Ermitteln von mehrachsigen Spannungszuständen in Werkstücken bekannt, bei denen drei bewegliche Abtastspitzen, z. B. in den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks, angeordnet sind und welche Fühleinrichtungen, z. B. Widerstandsdrähte oder induktive Geber zum Ermitteln der Verstellbewegungen der Abtastspitzen, aufweisen. Mit derartigen Meßköpfen kann der Spannungszustand eines Werkstückes nach einer Formänderung desselben festgestellt werden, wenn der Meßkopf im spannungsfreien Zustand des Werkstückes auf dasselbe aufgesetzt wird und nach der Formänderung die Abstände zwischen den einzelnen Abtastspitzen mit den Abständen derselben vor der Formänderung verglichen werden. Nicht möglich ist es jedoch, mit den bekannten Meßköpfen die Eigenspannungen des Werkstückes festzustellen. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Meßkopf zu schaffen, mit dem es möglich ist, die Eigenspannungen in Werkstücken schnell und zerstörungsfrei zu messen, d. h. einen Meßkopf, der zur überwachung der laufenden Fertigung von Industrieprodukten verwendet werden kann.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß im Werkstoff eine Formänderung hervorgerufen werden kann, deren Größe vom Spannungszustand des Werkstoffes abhängt und auf diese Weise ermöglicht, aus der Formänderung auf den Spannungszustand zu schließen, ohne das Werkstück zu zerstören oder besondere Laboratoriumsverhältnisse schaffen zu müssen. Diese Formänderung kann als »gehemmt« bezeichnet werden, da ihr Wesen darin besteht, daß an einem bestimmten kleinen Flächenteil des geprüften festen Körpers durch eine plötzliche Energiezufuhr (Thermoschpck) eine schnelle Erwärmung oder Abkühlung bewirkt wird, wobei nicht die ganze Masse des festen Körpers, sondern nur sein der Energiezufuhr ausgesetzter geringer Teil erwärmt oder abgekühlt wird. Daraus folgt, daß die durch die Temperaturänderung bedingte Formänderung durch die Körperteile, die der Energiezufuhr nicht ausgesetzt waren und deshalb ihre unveränderte Temperatur beibehielten, gleichsam gehemmt wird. Versuche haben gezeigt, daß die hemmende Wirkung sich gemäß der Art der Eigenspannung ändert. Die durch den Thermoschock bedingte gehemmte Formänderung wird ver-

größert bzw. verringert, je nachdem die Eigenspannung den Charakter einer Druckspannung bzw. einer Zugspannung aufweist, wobei diese Spannungen auf einen von Eigenspannungen freien Zustand des Prüfstückes bezogen werden. Wenn demnach auf das Eigenspannungsfeld des festen Körpers mittels eines Thermoschocks ein bekanntes symmetrisches Spannungsfeld überlagert wird, erfährt das bekannte symmetrische Spannungsfeld unter der Wirkung des Eigenspannungsfeldes eine Verformung. Ist z. B. das überlagerte Spannungsfeld kreissymmetrisch, wird es durch das Eigenspannungsfeld in eine Ellipse verzerrt, wobei die Verkürzungen bzw. die Verlängerungen sich gemäß der Art der Eigenspannungen orientieren. Somit kann aus dem Unterschied der gehemmten Formänderungen auf die Größe der Eigenspannungen und aus dem Vorzeichen der Unterschiede auf die Art der Eigenspannungen eindeutig geschlossen werden.

Dieser eindeutige Zusammenhang zwischen gehemmter Formänderung und Eigenspannung ermöglicht es, die Eigenspannungen zu messen. Zu diesem Zweck werden an der Meßstelle kreissymmetrische Meßlängen festgelegt und der dadurch festgelegten Kreisfläche ein bestimmter Thermoschock erteilt, wobei aus den Meßlängenänderungen auf Grund des erwähnten Zusammenhanges die vorzeichenrichtigen Meßgrößen und aus diesen auf Grund der Meßlängenrichtungen mittels des Mohrschen Diagramms die Richtungen und Größen der Hauptspannungen des Eigenspannungsfeldes ermittelt und erforderlichenfalls auch die Spannungsellipse aufgezeichnet werden können. Zu diesem Meßverfahren kann der erfindungsgemäße Meßkopf verwendet werden, der dazu dient, auf das unbekannte Eigenspannungsfeld aus praktischen Gründen ein kreissymmetrisches bekanntes Spannungsfeld zu überlagern und die als Wechselwirkung der beiden Felder auftretende gehemmte Formänderung zu messen.

Die oben näher bezeichnete Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Meßkopf der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß wenigstens drei Abtastspitzenpaare vorgesehen sind, deren Abtastspitzen einander jeweils diametral gegenüber liegen, und daß eine Energiequelle zum plötzlichen Zuführen einer vorbestimmten Wärmemenge auf das durch die Abtastspitzen bestimmte Vieleck auf der Oberfläche des Werkstückes vorgesehen ist.

Der erfindungsgemäße Meßkopf ermöglicht es, die Eigenspannungen z. B. von Werkzeugmaschinen und geschweißten Konstruktionen an Ort und Stelle zerstörungsfrei schnell und einfach und dabei genau zu bestimmen.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Zeichnungen erläutert, die ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Meßkopfes und Meßschaubilder darstellen.

F i g. 1 ist dabei eine Vorderansicht des beispielsweisen Meßkopfes zum Teil im Schnitt;

F i g. 2 ist eine der F i g. 1 entsprechende Untenansicht;

F i g. 3 stellt ein Schaltbild dar;

F i g. 4 zeigt den Zusammenhang zwischen Instrumentausschlag und Eigenspannung; F i g. 5 bzw. 6 zeigen je ein Morsches Diagramm.

Wie aus der Zeichnung hervorgeht, weist das dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Meßkopfes vier Tastspitzenpaare auf, die in der in F i g. 2 dargestellten Weise gegenseitig unter einem Winkel von 45° in den Richtungen α, β, γ, δ angeordnet sind und von welchen die Tastspitzen des in der Richtung α liegenden Paares mit 10 a und 10 b bezeichnet sind. Die Tastspitzenpaare sind gleichmittig angeordnet, wobei die Spitzen paarweise in gleichem Abstand voneinander liegen, so daß sie einen Kreis bestimmen, dessen Durchmesser dem erwähnten Abstand (der Meßlänge) entspricht und der in F i g. 2 mit Bezugszeichen 11 angedeutet ist.

Die Tastspitze 10 a ist an einem Quarzrohr 12 befestigt, das an einer Feder 13 aufgehängt ist. Als Feder 13 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine L-förmige Blattfeder verwendet worden. Der Feder 13 ist eine Stellvorrichtung mit einer Exzenterscheibe 15 zugeordnet, wodurch die Tastspitze 10 a in Betriebsstellung (d. h. in F i g. 1 in Richtung des Pfeils 16 nach unten) mitgenommen werden kann. An seinem der Tastspitze 10 a entgegengesetzten Ende ist das Quarzrohr 12 durch eine Quarzplatte 17 abgeschlossen. In ähnlicher Weise sind auch die übrigen Tastspitzen aufgehängt, wie dies bei der Tastspitze 10 b durch gestrichelte Linien angedeutet ist (F i g. 1).

An der Fläche des durch die in den Richtungen α, β, γ, (5 liegenden Tastspitzenpaare festgelegten Kreises 11 wird im Sinne der Erfindung ein bestimmter Thermoschock erteilt. Als Energiequelle findet beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine fokussierte Glühlampe 26, z. B. eine elliptische Glühlampe von einer Leistung von 100 Watt Verwendung. An diese Glühlampe 26 schließt sich eine Rohroptik 27 an, die dazu dient, das Licht der Glühlampe 26 der durch die Tast spitzen paare bestimmten Fläche 11 zuzuleiten. Der innere Durchmesser der Rohroptik 27 ist etwas größer als der Durchmesser des Kreises 11, damit die festgelegte Kreisfläche 11 der Wirkung des Thermoschockes tatsächlich ausgesetzt wird. Die Brennweite / der Rohroptik 27 ist so gewählt, daß die Strahlung der Glühlampe 26 sich in der Ebene der Enden der Tastspitzen konzentriert.

Zwecks Fühlung der durch den Thermoschock bedingten Verlagerung sind die Tastspitzen beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit Fühlern kraftschlüssig verbunden. An der mit der Tastspitze 10 a starr verbundenen Quarzplatte 17 greift ein Quarzzylinder 28 an, der an einer elastischen Platte 30 befestigt ist, die in einem Schlitten eingespannt liegt. Der Schlitten 31 ist an paarweise eingespannten Führungsstangen 32 verschiebbar angeordnet, wobei er mit einer Feingewindespindel 33 eingreift, die mittels eines Knopfes 34 gedreht werden kann. Wie ersichtlich, wird der Schlitten 31 durch Drehen des Knopfes 34 in der F i g. 1 nach links mitgenommen, wodurch der Quarzzylinder 28 mit der Quarzplatte 17 in Berührung gelangt. Diese Berührung ist durch die Nachgiebigkeit der Platte 30 kraftschüssig, an deren einer Seite die aus den Teilen 31,32,33,34 bestehende Feingewindeeinstellvorrichtung angeschlossen ist. Der Kraftschluß selbst entsteht zwischen den Teilen 17 und 28. Wenn der Kraftschluß 17, 28 besteht, wird sich die Platte 30 bei Verlagerung der Tastspitze 10 a biegen, wie dies in F i g. 1 durch den Pfeil 37 angedeutet ist. Infolge der Biegung entsteht in der einen Seite der Platte eine Zugbeanspruchung, während in ihrer anderen Seite eine Druckbeanspruchung auftritt. Dehnungsmeßstreifen d_t bzw. d₂ an den beiden Seiten der Platte 30 bilden Fühler, die geeignet sind, die Verlagerung der Tastspitze 10 a zu fühlen. Die der

Tastspitze 10 b zugeordneten entsprechenden Dehnungsmeßstreifen sind mit Bezugszeichen d₃ bzw. d₄ bezeichnet.

Die Dehnungsmeßstreifen J₁, d₂, d₃, d₄ liegen innerhalb des Meßkopfes in der in F i g. 3 dargestellten Weise in einer an sich bekannten Brückenschaltung 40, die aus den durch die Dehnungsmeßstreifen d_u d₂, d₃, dj. gefühlten Bewegungen Ausgangssignale ableitet. Die Ausgangssignale gelangen in ein Brückeninstrument 41, wobei die Brückenschaltung 40 über Klemmen 42 und 43, z. B. durch Wechselstrom, gespeist wird.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt vier Brückenschaltungen 40 und Brückeninstrumente 41 vorgesehen, wobei die Brückeninstrumente 41 z. B. durch ein Vierkanalregistriergerät ersetzt werden können.

Mit 46 ist ein Meßkopfgehäuse bezeichnet, das einen eingeschraubten Sockel 47 enthält. Am Sockel 47 ist die Richtung des Abtastspitzenpaares 10 a, IQb durch je einen Einschnitt 48 a und 48 b angemerkt. Bohrungen 50 gestatten, den Meßkopf z. B. durch eingefädelte und an ihren Enden verdrallte Drähte in seiner eingestellten Lage festzulegen.

Das in F i g. 4 dargestellte Schaubild zeigt den Zusammenhang zwischen gehemmter Formänderung und zugeordneter Eigenspannung, wobei die Formänderungen in Skalenteilungen der Brückeninstrumente 41 ausgedrückt worden sind. Die Skalenteilungen sind als Ordinaten und die Eigenspannungen als Abszissen aufgetragen. Wie ersichtlich, ist der Zusammenhang durch eine Kurve gekennzeichnet, die in der positiven Richtung aufwärts verläuft und die y-Achse in einem vom Ursprung abweichenden Punkt A schneidet. Der durch den Punkt A gekennzeichnete Ausschlag ist für den von Eigenspannungen freien Spannungszustand kennzeichnend. Von diesem Punkt nach links liegen die (negativen) Eigenspannungen, die als Zugspannungen zu werten sind. Rechts vom Punkt A liegen druckspannungsartige (positive) Eigenspannungen. Die den ersteren zugeordneten gehemmten Formänderungen (Ordinaten) sind geringer, und die den druckspannungsartigen Eigenspannungen zugeordneten gehemmten Formänderungen sind größer als gehemmte Formänderungen, die dem eigenspannungsfreien Zustand entsprechen.

Vollständigkeitshalber wird auch die Aufnahme des Diagramms beschrieben. Da sie jedoch im Wesen der eigentlichen (industriellen) Messung gleich ist, soll zunächst gezeigt werden, wie im Besitz des Schaubildes gemäß F i g. 4 der Eigenspannungszustand eines Bestandteiles 45 durch Anwendung des Meßkopfes nach F i g. 1 bis 3 bestimmt wird.

Bestehe der Bestandteil 45 aus Armco-Eisen. Der Meßkopf wird an einem ebenen Teil des Bestandteiles 45 angebracht und mit den über die Bohrungen 50 des Sockels 47 geführten Drähten befestigt, wonach die Richtung α mittels der Einschnitte 48a und 4Sb auf der Oberfläche angemerkt wird. Zu diesem Zweck werden z. B. Linien 51 α und 51 b eingeritzt.

Nun werden mittels Verdrehung der Exzenterscheiben 15 die Abtastspitzen auf die Oberfläche des Bestandteiles 45 gesetzt und dadurch der Kreis 11 festgelegt. Mittels Drehung der Knöpfe 34 werden die Schlitten 31 so lange nach innen verlegt, bis die an den Platten 30 befestigten Quarzzylinder 28 sich mit den Quarzplatten 17 berühren, wobei auch die Kraftschlüsse 17, 28 Zustandekommen.

Infolge der Kraftschlüsse 17, 28 werden die Platten 30 etwas gebogen, so daß die Widerstände der Dehnungsmeßstreifen J₁, d₂ usw. verändert werden und die Brückeninstrumente 41 ausschlagen. Die Biegungen der Platten 30 werden durch Drehung der Knöpfe 34 so lange geregelt, bis alle Brückeninstrumente 41 denselben Ausschlag zeigen. Dies bedeutet, daß auch die Kraftschlüsse 17, 28 identisch sind und somit die Verlegungen der Abtastspitzen vergleichbar werden. Jetzt werden die Brückeninstrumente 41 ausgeglichen, wodurch der Meßkopf in betriebsfähige Lage gebracht worden ist.

Es folgt die Erteilung des Thermoschockes. Zu diesem Zweck wird die Glühlampe 26 entsprechend dem bei der Aufnahme des Diagrammes gemäß F i g. 4 verwendeten Thermoschock während 10 Sekunden eingeschaltet, wodurch dem Flächen teil 11 des Bestandteiles 45

100 W · 10 see = 1000 Wattsec

d. h. ein bestimmter Thermoschock, erteilt wird. Ebenfalls im Einklang mit den Aufnahmebedingungen des Diagrammes gemäß F i g. 4 werden die Ausschläge der Brückeninstrumente 41 z. B. in der 90. Sekunde, gerechnet von der Einschaltung der Glühlampe 25, abgelesen und auf Grund der abgelesenen Werte die Größen und Vorzeichen der Eigenspannungen in den Richtungen α, β, γ und δ festgestellt.

Es sei angenommen, daß folgende Ablesungen erhalten werden:

Skalenteilung
Eigenspannung
(kp/mm²)...

Richtung

5,0
15,0

7,0
0,0

11,25
+ 11,9

6,25
-4,0

Die vier Eigenspannungen gestatten, die Richtungen und Größen der Hauptachsen der Mohrschen Spannungsellipse durch zwei Aufnahmen zu bestimmen, so daß auch eine Kontrolle möglich wird. Es soll zunächst die Aufnahme mittels der Eigenspannungen in den Richtungen α, β, γ vorgenommen werden. Dann wird das Schaubild gemäß F i g. 5 erhalten, aus dem hervorgeht, daß die eine Hauptachse mit der Richtung α einen Winkel φ_α einschließt und in dieser Richtung an der mit Thermoschock beladenen Stelle eine maximale Zugspannung von —15,2 kp/mm² herrscht. In der Richtung der anderen Hauptachse, die quer zur vorherigen liegt, herrscht eine minimale Druckspannung von +11,3 kp/mm².

Aus dem Koordinatenursprung O eines orthogonalen Koordinatensystems σ — τ werden die der Richtung α entsprechende Spannung von —15,0 kp/mm² (Punkt A) und die der Richtung γ entsprechende + 11,0 kp/mm² Spannung (Punkt B) vorzeichenrichtig aufgetragen. Der Halbierungspunkt M des Abstandes AB bildet den Mittelpunkt des Mohrschen Kreises. Dann wird das Koordinatensystem σ — τ um den Punkt M um 90° verschwenkt, so daß + σ in die Lage σ gelangt, wobei der Koordinatenursprung des verschwenkten neuen Koordinatensystems mit O' bezeichnet ist. Somit ist OM = O'M.

Auf die Achse σ' wird aus dem Punkt O' die in der Richtung β gemessene Spannung aufgetragen, wodurch ein Punkt C bestimmt wird. Da diese Spannung

im vorliegenden Fall 0 kp/mm² beträgt, folgt, das C== O' ist. Geraden, die aus den Punkten B und C zu den Achsen σ und τ parallel gezeichnet werden, bestimmen einen Punkt D. MD ist der Radius des Mohrschen Kreises, der in den Punkten F und G die ursprüngliche σ-Achse schneidet. Die Abstände OF bzw. OG entsprechen den Größen der Hauptspannungen °max bzw. q_min.

Die Gerade MD schließt mit der ursprünglichen Achse σ einen Winkel von 2 φ_α ein. Die Richtung der Hauptspannung a_max weicht mit dem Winkel <p_a von der durch den Meßkopf festgelegten α-Richtung ab.

Werden die Aufnahmen mittels der Eigenspannungen der Richtungen β, γ, δ durchgeführt, entsteht das Schaubild gemäß F i g. 6, gemäß welchem die eine Hauptachse einen Winkel ψβ mit der Richtung β einschließt, wobei in der Richtung dieser Hauptachse eine maximale Zugspannung von —15,2 kp/mm² herrscht. In der anderen Hauptachsenrichtung wird eine minimale Druckspannung von +11,3 kp/mm² gefunden.

Somit führen die beiden Aufnahmen zu ganz identischen Ergebnissen.

Die Aufnahme des Schaubildes gemäß F i g. 4 weicht nur insofern von einer tatsächlichen (industriellen) Messung ab, daß als Bestandteil 45 ein Prüfkörper der fraglichen Zusammensetzung verwendet wird, nachdem er einer entspannenden Glühung unterworfen worden ist. In einer Prüfmaschine eingespannt wird er mit verschiedenen Druck- und Zugbeanspruchungen belastet und in diesen Zuständen dem Thermoschock ausgesetzt. Im entspannten und unbelasteten Prüfkörper ist die Richtung der Hauptspannung mit der Zug- bzw. Druckrichtung der Prüfmaschine identisch. Der Meßkopf wird am Prüfkörper derart angebracht, daß seine Einschnitte 48 a und 48 b in diese Richtung zu liegen kommen. Somit stimmt die mit den Abtastspitzen 10 a und IQb bestimmte α-Richtung mit der Richtung der Hauptspannung überein.

Befestigung des Meßkopfes, Vorspannung, Ausgleich und Thermoschockerteilung erfolgen in derselben Weise, wie bei einer industriellen Messung. Im unbelasteten Zustand des Prüfkörpers ergibt die durch den Thermoschock bedingte gehemmte Dehnung den Punkt A der Kurve gemäß F i g. 4. Bei Einstellung von bekannten Druck- bzw. Zugbeanspruchungen an der Prüfmaschine werden übrigens in der bereits beschriebenen Weise die übrigen Punkte der Kurve erhalten.

Wird von einer Kontrollmöglichkeit abgesehen, so wird auch ein Meßkopf genügen, der nur drei Abtastspitzenpaare aufweist und somit weniger kostspielig sein kann.

Im obigen ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Meßkopfes beschrieben worden, bei welchem zum Ermitteln der gehemmten Dehnung bzw. Formänderung Dehnungsmeßstreifen d_t, d₂ usw. verwendet worden sind, d. h. die Messung auf Grund von elektrischen Widerstandsänderungen erfolgt. Dehnungsmeßstreifen können aber durch alle Mittel ersetzt werden, die geeignet sind, Verlagerungen in der Größenordnung von gehemmten Formänderungen zu messen. Es ist z. B. möglich, Lichtelemente, ultrasonische oder mit polarisiertem Ultraschall arbeitende Dehnungsmesser und insbesondere magnetische, induktive, kapazitive oder piesoelektrische Fühler zu verwenden. Daraus folgt, daß optische, mechanische, elektrische und akustische Lösungen gleichfalls in Betracht kommen können. Es ist auch möglich, die Meßlänge an der geprüften Oberfläche einzuritzen und ihre Änderungen mit optischen Instrumenten hoher Vergrößerung abzulesen, z. B. durch ein Mikroskop oder Interferometer zu messen.

Auch der Thermoschock kann anstatt durch die Glühlampe 26 z. B. durch korpuskulare Bestrahlung, Elektronenstrahlen, Lichtbogen, elektrische Entladung, elektrischen Widerstand, Thermoelektrizität usw. herbeigeführt werden. Es ist aber auch möglich, die dem Thermoschock auszusetzende Oberfläche mit einem tiefgekühlten Körper oder Flüssigkeit zu berühren, wobei dann die Vorzeichen der Formänderungen (Dehnungen) negativ werden.
Die Brückenschaltungen, die zum Ableiten von auf die gehemmten Formänderungen kennzeichnenden Signalen dienen, können z. B. durch Differenzialschaltungen ersetzt werden. Ihr Vorteil besteht darin, daß in den Verbindungsleitern sehr geringe Ströme fließen, so das mit geringeren Meßfehlern gerechnet werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

109583/89

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Meßkopf zum Ermitteln von mehrachsigen Spannungszuständen in Werkstücken mit mehreren symmetrisch auf einem Kreis angeordneten beweglichen Abtastspitzen und mit Fühleinrichtungen zum Ermitteln der Verstellbewegungen der Abtastspitzen, dadurchgekennzeichnet, daß wenigstens drei Abtastspitzenpaare (10 a, 10 b) vorgesehen sind, deren Abtastspitzen einander jeweils diametral gegenüber liegen, und daß eine Energiequelle (26) zum plötzlichen Zuführen einer vorbestimmten Wärmemenge auf das durch die Abtastspitzen bestimmte Vieleck auf der Oberfläche des Werkstücks vorgesehen ist.

2. Meßkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastspitzen (10 α, 10 b) unter Zwischenschaltung von Quarzstäben (12) an Federn (13) aufgehängt sind, die mit einer Stellvorrichtung (15) in Verbindung stehen, mittels der die Abtastspitzen auf das Niveau der Oberfläche des Werkstückes (45) einstellbar sind.

3. Meßkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Energiequelle zur plötzliehen Zufuhr von Wärme aus einer Glühlampe (26) mit Kondensor besteht, an die eine Rohroptik (27) zum Zuleiten des Lichtes auf die durch die Abtastspitzen (10a, 10b) markierte Fläche (11) des Werkstückes (45) angeschlossen ist.

4. Meßkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Abtastspitzen (10 a, 10 b) und den Fühlern (^₁, d₂, d₃, d₄) mittels einer Feingewindeeinstelleinrichtung (31, 32, 33, 34) eine kraftschlüssige Verbindung herstellbar ist.

5. Meßkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler aus Dehnungsmeßstreifen (d_lt d₂, d₃, d*₄) bestehen, die an elastischen Platten (30) befestigt sind.

6. Meßkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßstreifen {d_u d₂, d₃, f/₄) die Zweige einer Brückenschaltungsanordnung (40) bilden.

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