DE1698150C - Meßkopf zum Ermitteln von mehrachsigen Spannungszuständen in Werkstücken - Google Patents
Meßkopf zum Ermitteln von mehrachsigen Spannungszuständen in WerkstückenInfo
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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 bekanm, daß bei metall- f>5
technologischer Bearbeitung wie Zcrspannung. Gießen, Kalt- und Warmverformung, Härten, Schweißen
uw. 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 Kräftefreücgung beruhen. Spannungsoptik und physikalische Verfahren verwendet worden. Die bekannten
Methoden sind aber im Wesen Laboratoriumsverfahren, die einerseits sehr umständlich und kost-
-.pi.Kci -;-j .—1 on/iCTorcfMt·: bei erobh"terogenem
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 Spannur gszuständen in Werkstücken bekannt,
bei denen drei bewegliche Abtastspitzen, z. B. in den Eckpunkten e'nes 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 Span-,
nungszustand 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 Abstänuen 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 weiden
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 (Thermoschock) 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-
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größen 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 symmetri chcs Spannungsfeld überlagert wird, erfährt das bekannte symmetrische Spannungsfeld unter der Wirkung des
Eipenspannungsfeldes eine Verformung. 1st z. B. das überlagerte Spannungsfeld kreissymmetrisch, wird es durch das Eigenspannungsfeid in eine Ellipse verzerrt, wobei die Verkürzungen bzw. die Verlängerungen sich gemäß der Art der Eigenspannungen orientieren. Somit kann aus dem Unterschied der gehemm-
ten horma..aerungcii aur uiu o.uo. j..- c:„^„^n.,„.
nungen 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 ernndungsgemäßen Meßkopfes und Meßschaubilder darstellen.
F i g. 1 ist dabei eine Vorderansicht des beispielswciscn
Meßkopfes zum Teil im Schnitt:
F i g. 2 ist eine der F i g. 1 entsprechende Unten- (!0
ansicht:
F i g. 3 stellt ein Schaltbild dar:
F i g. 4 zeigt den Zusammenhang zwischen Inslrumcnuuissclilag
und Irigenspannung:
F i g. 5 bzw. 6 zeigen je ein Morsches Diagramm. h5
Wie aus der Zeichnung hervorgeht, weist das dargestellte
Alisführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Vii-Bkonfcs vier Tastspitzenpaare auf. die in der in
F i g. 2 dargestellten Weise gegenseitig unter einem Winkel von 45 in den Richtungen α, (i, γ, Λ angeordnet
sind und von welchen Jie Tastspitzen des in der Richtung ί liegenden Paares mit 10a und Wb bezeichnet
sind. Die Tastspitzenpaare sind gleichmittig angeordnet, wobei die Spitzen paarweise in gleichem
Abstand voneinander Hegen, so daß sie einen Kreis bestimmen, dessen Durchmesser dem erwähnten Abstand (der Meßlänge) entspricht und der in F i g. 2
mit Bezugszeichen H angedeutet ist.
Die Tastspitze 10a ist an einem Quarzrohr 12 befestigt, das an einer Feder 13 aufgehängt ist. Als
Feder 13 ist beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine L-formige Blattfeder verwendet worden. Der
Feder 13 ist eine Stellvorrichtung mit einer Eszenter- «Hicihe 15 zugeordnet, wodurch die Tastspitze 10a
in Betriebsstellung (d. n. in ng. 1 m λμ,»..^ j.~
Pfeils 16 nach unten) mitgenommen werden kann. An seinem der Tastspitze 10α 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 10b du-oh gestrichelte Linien angedeutet ist (Fig. 1).
An der Fläche des durch die in den Richtungen <i.
[S, γ. Λ liegenden Tastspitzenpaare festgelegten Kreises
11 wird im Sinne der Erfindung ein bestimmter Thermoschock erteilt. Als Energiequelle findet beim dargestellten
Ausführungsbeispiel eine fokussiert 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 Tastspitzenpaare bestimmton Fläche 11 zuzuleiten.
Der innere Durchmesser der RoHroptik 27 ist etwas größer als der Durchmesser des K-eises 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. A.n der mit der Tastspitze 10a
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 eine:; Knopfes 34 gedrehi werden kann. Wie ersichtlich, wird der Schlitten 31 durch Drehen des
Knopfes 34 in der Fig. 1 nach links mitgenommen, wodurch d<*r Quarzzylinder 28 mit der Quarzplatle 17
in Berührung gelangt. Diese Berührung ist durch die Nachgiebigkeit der Platte 30 kraftschiissig, an deren
einer Seite die aus den Teilen 31,32, λ3, 34 bestehende
Fcingewindeeinstellvorrichtung angeschlossen ist. Der Kraftschluß selbst entsteht zwischen den Teilen 17 und
28. Wenn cer Kraftschluß 17. 28 besteht, wird sich die Platte 30 bei Verlagerung der Tastspitze 10a
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 Druckbcanspruchwng auftritt.
Dehnungsmeßstreifen i/, bzw. d2 an den beiden Seiten
der Platte 30 bilden Fühler, die geeignet sind, die Verlagerung der T.istspitze lOa zu fülilcn. Die der
Tastspitzc 10h zugeordneten entsprechenden Dehnungsmeßstreifen
sind mit Bczugszcichen r/, bzw. r/4 bezeichnet.
Die Dehnungsmeßstreifen r/,, d2, d3, r/4 liegen innerhalb
des Meßkopfes in der in F i g. 3 dargestellten Weise in einer an sich bekannten Brückcnschaltung 40.
die aus den durch die Dehnungsmeßstreifen r/,. d2.
r/i, r/4 gefühlten Bewegungen Ausgangssignale ableitet.
Die Ausgangssignalc gelangen in ein Brückcninstrumcnt4I,
wobei die Brückenschaltung 40 über Klcmmen
42 und 43, z. B. durch Wechselstrom, gespeist wird.
Beim dargestellten Ausführungsbeispiel sind insgesamt
vier Brückcnschaltungcn 40 und Briickcninstrumcnlc41
vorgesehen, wobei die Brückeninstru- >5 mcnte 41 z. B. durch ein Vierkanalrcgistricrgerät ersetzt
werden können.
Mit 46 ist ein Mcßkopfgchäusc bezeichnet, das
einen eingeschraubten Sockel 47 enthält. Am Sockel 47 ist die Richtung des Abtastspitzenpaarcs 10a. 10/)
durch je einen Einschnitt 48a und 48/) angemerkt. Bohrungen 50 gestatten, den Meßkopf z. B. durch
eingefädelte und an ihren Enden vcrdrallte 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 Brückeninstrumcntc
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 Eigcnspannungen
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 Eigcnspannungcn zugeordneten gehemmten Formänderungen
sind größer als gehemmte Formänderungen, die dem eigenspannungsfreien Zustand entsprechen.
Vollsländigkcitshalber 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 Schau- so
bildes gemäß F i g. 4 der Eigenspannungszustand eines Bestandteiles 45 durch Anwendung des Meßkopfes nach F i g. 1 bis 3 bestimmt wird.
Beatehe der Bestandteil 45 aus Armco-Eisen. Der Meßkopf wird an einem ebenen Teil des Bestandteiles SS
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 da.r Exzenterscheiben 15 die Abtastspitzen auf die Oberfläche des
Bestandteiles 45 gesetzt und dadurch der Kreis 11 festgelegt. Mittels Drehung der Knöpfe 34 wer Jen die
Schlitten 31 so lange na^h innen verleg1, bis die an
de"! Platten 30 befestigten Quarzzylinder 28 sich mit den Quarzplauen 17 berühren, wobei auch die Kraftschlüsse 17, 28 Zustandekommen.
Infolge der Kraftschlüsse 17. 28 werden die Plattet 30 etwas gebogen, so daß die Widerstände der Dell
nungsmeßstreifcn (I1. d2 usw. verändert werden unc
die Briickeninstrumente 41 ausschlagen. Die Biegungen der Platten 30 werden durch Drehung der Knöpft
34 so lange geregelt, bis alle Briickeninstrumente 41
denselben Ausschlag zeigen. Dies bedeutet, daß aucl diu Kraftschlüssc 17. 28 identisch sind und somit dit
Verlegungen der Abtastspitzen vergleichbar werden letzt werden die Brückeninstrumente 41 ausgeglichen
wodurch der Meßkopfin betriebsfähige Lage gebraehl
svc rden ist.
Es folgt die Erteilung des Thcrmoschockes. Zu diesem Zweck wird die Glühlampe 26 entsprechend
dem bei der Aufnahme des Diagrammes gemäO
F i g. 4 verwendeten Thcrmoschock während 10 Sekunden eingeschaltet, wodurch dem Flächenteil 11
des Bestandteiles 45
100 W · 10 see = 1000 Wattscc
d h.ein bestimmter Thcrmoschock. erteilt wird. Ebenfalls
im Einklang mit den Aufnahmebedingungen des Diagrammes gemäß F i g. 4 werden die Ausschläge
der Brückcninstrumcntc 41 ?.. 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 n. β. γ und A festgestellt.
Es sei angenommen, daß folgende Ablesungen erhalten werden:
Skalenteilung 5.0
Eigenspannung
(kpmm2)... -15.0
(kpmm2)... -15.0
Richtung
7.0
0.0
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 ucn Richtungen ™. 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 ?„ einschließt und in dieser
Richtung an der mit Thermoschock beladenen Stelle eine maximale Zugspannung von -I5.2kp'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/Oim2 Spannung 1 Punkt B) vorzeichenrichtig
aufgetragen. Der Halbierungspunkt M des Abstandes A B bildet dei Mittelpunkt des Mohrschen Kreises.
Dann wird das Koordinatensystem σ — τ um den Punkt M um 90c verschwenkt, so daß + σ in die
Lage σ' gelangt, wobei der Koordinatenursprung des
verschwenken neuen Koordinatensystems mit O' bezeichnet ist. Somit ist JM = O'M.
Aul die Achse σ' wird aus dem Punkt G' die in der
Richtung/} gemessene Spannung aufgetragen, wodurch ein Punkt C bestimmt wird. Da diese Spannung
im vorliegenden Fall 0 kp/mm2 betragt, folgt, das
C = O' ist. Geraden, die aus den Punkten B und C zu den Achsen α und r parallel gezeichnet werden,
bestimmen einen Punkt D. MD ist der Radius des Morirschcn Kreises, der in den Punkten F und G die
ursprüngliche d-Achsc schneidet. Die Abstände OF
bzw. OG entsprechen den Größen der Hauptspannungen ,imax bzw. ami„.
Die Gerade MD schließt mit der ursprünglichen Achse π einen Winkel von 2
</„ ein. Die Richtung der Hauptspannung n„mx weicht mit dem Winkel r/„ von
der durch den Meßkopf festgelegten u-Richlung ab.
Werden die Aufnahmen mittels der Eigcnspannungen der Riehtungen /(, γ, D durchgeführt, entsteht das
Schaubild gemäß F i g. 6. gemäß welchem die eine Hauptachse einen Winkel <f p mit der Richtung/(
einschließt, wobei in der Richtung dieser Hauptachse eine maximale Zugspannung von -I5.2kp<mm'
herrscht. In der anderen Hauptachsenrichtung wird eine minimale Druckspannung von +lUkpmm2
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« und 48/) in diese Richtung zu liegen kommen. Somit
stimmt die mit den Abtastspitzen 10a und 10/> bestimmte
li-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 Λ 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
Ablastspitzenpaarc aufweist und somit weniger kostspielig sein kann.
ίο Im obigen ist ein Ausführungsbeispiel des erlindungsgemäßen
Meßkopfcs beschrieben worden, bei welchem zum Ermitteln der gehemmten Dehnung
bzw. Formänderung Dehnungsmeßstreifen </,. d, 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 /.. B. möglich. Lichtelementc.
ultrasonische oder mit polarisiertem Ultraschall arbeitende Dehnungsmesser und insbesondere magnetische,
induktive, kapazitive oder piesoelcktrischc Fühler zu verwenden. Daraus folgt, daß optische, mechanische,
elektrische und akustische Lösungen gleichfalls in
i.s Betracht kommen können. Es ist auch möglich, die
Meßlänge an der geprüften Oberfläche ein/urit/cn und ihre Änderungen mit optischen Instrumenten
hoher Vergrößerung abzulesen, z. B. durch ein Mikroskop oder Interferometer zu messen.
.10 Auch der Thermoschock kann anstatt durch die Glühlampe 26 /. B. durch korpuskulare Bestrahlung.
Elcktroncnstrahlcn. 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 Brückcnschaltungen. die zum Ableiten von auf die gehemmten Formänderungen kennzeichnenden Signalen dienen, können z. B. durch Diffcrenzialschaltungen ersetzt werden. Ihr Vorteil besteht darin, daß in den Verbindungslcilern sehr geringe Ströme fließen, so das mit geringeren Meßfehlern gerechnet werden kann.
Die Brückcnschaltungen. die zum Ableiten von auf die gehemmten Formänderungen kennzeichnenden Signalen dienen, können z. B. durch Diffcrenzialschaltungen ersetzt werden. Ihr Vorteil besteht darin, daß in den Verbindungslcilern sehr geringe Ströme fließen, so das mit geringeren Meßfehlern gerechnet werden kann.
Claims (6)
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,d adurchgekenn zeichnet, daß wenigstens drei Abtastspitzenpaare (10a, IQb) vorgesehen sind, deren Abtastspitzen einander jeweils diametral gegenüber liegen, und
daß eine Energiequelle (26) zum plötzlichen Zuführen einer vorbestimmten Wärmemenge auf
Has durch die Abtastspitzen bestimmte Vieleck 'S
auf der Oberfläche des werKsiucKs vuigcitciici- iai.
2. Meßkor Γ nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet,
daß die Abtastspitzen (10a, 10h) 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 Kondenso' besteht, an die eine Rohroptik (27)
zum Zuleiten des Lichtes auf die durch die Abtastspitzen (10a, Wh) markierte F'äche (11) des Werkstückes
(45) angeschlossen ist.
4. Meßkopf nach einem der . Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Abtastspitzen
(10a, 10/>) und den Fühlern (d,, 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
Ui1, d2, d3, dA) bestehen, die an
elastischen Platten (30) befestigt sind.
6. Meßkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dehnungsmeßstreifen (a\, d2, d3,
d4) die Zweige einer Brückenschaltungsanordnung (40) bilden.
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