DE2617779A1

DE2617779A1 - Perkussionsinstrument fuer diagnose- und pruefzwecke

Info

Publication number: DE2617779A1
Application number: DE19762617779
Authority: DE
Inventors: Gerhardt Bohnstedt; Horst Dr Ing Gudat; Monika Ing Grad Markl
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1976-04-23
Filing date: 1976-04-23
Publication date: 1977-11-03
Also published as: DE2617779C2

Description

Perkussionsinstrument für Diagnose- und Prüfzwecke
Die Erfindung betrifft ein Instrument, das ein definiertes, pulsförmiges und periodisch wiederholtes mechanisches Beklopfen von Körpern aus schwingfähigem Material ermöglicht. Durch die pulsförmige Anregung werden diese Körper in Eigenschwingungen versetzt. Das Schwingverhalten gibt AufschluB über ntwaig vorliegenda Schäden, z. B. Risse, Einschlüsse oder Sprünge bei Gläsern, Fleisen, Kuramikplatten, Blechkunstruktionen u. ä. In der Medizin wird z. B. der Lockerungsgrad von Zähnen durch Anschlagen mit einer Sonde überprüft.
Die Auswertung des Eigenschwingverhaltens bei pulsförmiger oder anderer Anregung zu Prüfzwecken ist bekannt. Allerdings werden die als Klopfen, Anstoßen oder "Perkutieren" bezeichneten Stoßvorgänge meist subjektiv durch Prüfer (Menschen) vorgenommen. Die Anregungen sind dadurch nicht genau definiert und reproduzierbar.
Die Erfindung stellt ein leicht handliches Gerät dar, das pulsformigs mechanische Stöße mit definierter, konstanter Bewegungsgröße reproduzierbar abgibt. Es wird vom Prüfer in der Hand gehalten oder in einer geeigneten Befestigung angebracht und dem zu prüfenden Gegenstand bis auf einige Millimeter genähert.
Das Instrument bewirkt, daß das Eigenschwingverhalten der Körper stets auf die gleiche Weise angeregt wird. Dadurch läßt sich die Auswertbarkeit der auftretenden Luft- und Hörperschallsignale objektivieren und die Prüfsicherheit erhöhen.
Im folgenden wird das Prinzip des Instrumentes anhand der Abbildunq 1 erläutert. Der metallische Stößel 1 ist in axialer Richtung beweglich.
Wenn die Spule 2 Strom führt, wird er magnetisch hin zum Anschlag 3 angezogen. Die Feder 4 wird dabei zwischen der Federuntsrplatte 5 und dem Stellring 6 gespannt. Die Teile 3, 5 und 6 können verstellt werden, um-die gewünschte Federspannung zu erreichen. Der Anschlag 3 und der Stößel 1 bestehen aus weichmagnetischem Werkstoff; zusammen mit dem Eisenmantel 17 um die Spule 2 dienen sie zur Konzentrierung des Magnetfeldes.
Nach Abschalten des Stroms in der Spule 2 durch die Ansteuerelektronik 7 wird der Stößel 1 durch die gespannte Feder 4 beschleunigt bewegt.
Nach vollständiger Entspannung der Feder löst sich der Stößel mit seinem Teil 6 von der Feder 4. 8ei horizontaler Lage des Instruments fliegt der Stößel frei in den Lagern 8 und 9. Diese Lager sind so ausgertihrt, daß die auf den Stößel ausgeübten Reibungskräfte vernachlässigbar gering sind. Daher fliegt der Stößel 1 horizontal mit konstanter Geschwindigkeit. Er tritt bei der Öffnung 10 des Gehäuses 11 aus und kann auf einen Gegenstand auftreffen, der sich in geringer Entfernung vor der oeffnung 10 ohne Berührung mit dem Instrumentengehäuse 11 befindet. Die Berührung mit den in Frage kommenden schwingfähigen Prüfkörpern erfolgt als kurzzeitiger, mehr oder weniger elastischer Stoß, durch den der Stößel wieder zurückgeworfen wird. Wenn sich kein Gegenstand innerhalb des freien Flugbereichs befindet, prallt der Stößel gegen den Anschlag 12 und wird von dort zurückgeworfen. Gegen Ende der Rückflugbewegung des Stößels 1 erhält die Spule 2 durch die Steuerelektronik 7 einen Strom; durch das dadurch entstehende Magnetfeld wird der Stößel 1 wieder in seine definierte Ausgangslage zurückgeholt und die Feder 4 erneut gespannt. Die Teile 13 und 14 sind weiche Dämpfungsringe, die das Aufschlaggeräusch des Stößels herabsetzen. Der vorderste Teil 16 des Stößels 1 kann ausgetauscht werden, z. B. zur Anpassung an verschiedene Prüfkörper, zu Reinigungs-oder Desinfektionszwecken oder bei Verschleiß.
Die Steuerelektronik 7 erzeugt Rechteckpulse. Die Dauer des Spannungszustandes Null wird im wesentlichen durch die freie Flugzeit des Stößels, die Zeit für die Federentspannung unddfiiee Aufprallzeit auf das Hindernis bestimmt. Die Dauer der Stromführung der Spule 2 muß mindestens zum Spannen der Feder 4 ausreichen; darüber hinaus ist sie frei wählbar.
Die Steuerelektronik kann auch auf manuell auszulösende Einzelpulse umgeschaltet werden.
In einer zweiten Ausführung ist im Stößel 1 ein handelsüblicher Miniatur-Beschleunigungsaufnehmer untergebracht, der die heim Stoßvorgang auftretenden Beschleunigungssignale mißt und über die Kabeizuführung 15 zur Auswertung nach außen führt. Bei dieser Ausführung ist das Beschleunigungsaufnehmerkabel zwischen der Federunterplatte 5 und der Lagerhalterung 18 spiralförmig so angebracht, daß der freie Flug des Stößels nicht behindert wird.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche e Perkussionsinstrument für Diagnose- und Prüfzwecke, dadurch gekennzeichnet, daß vom Prüfkörperabstand unabhängige, definierte und gleichbleibende mechanische Stoß impulse wahlweise einzeln oder periodisch wiederholt erzeugt werden, indem ein metallischer beweglicher Stößel magnetisch gegen eine Spiralfeder gezogen wird und diese definiert spannt, so daß nach plötzlichem, elektrischem Abschalten des Magnetfeldes einer Spule der Stößel durch die Feder beschleunigt bewegt wird und nach Lösen von der Feder, bei horizontaler Lage des Instrumentes in nahezu reibungsfreien Lagern geführt, frei auf einen Prüfkorper zufliegt, dort anstößt und mehr oder weniger elastisch zurückgeworfen wird und durch selbsttätiges Anschalten des Stromes der Spule wieder magnetisch gegen die Feder gezogen und bei definiertem Anschlag gehalten wird, bis er manuell oder selbsttätig durch eine geeignete Elektronik gesteuert, erneut durch die Feder bewegt wird.
2. Perkussionsinstrument für Diagnose- und Prüfzwecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch verschiebbare Anschlagteile die Feder unterschiedlich gespannt werden kann, so daß die durch die Bewegungsgröße des frei fliegenden Stößels bestimmte Starke des Stoßimpulses an verschiedene Anwendungszwecke des Instrumentes angepaßt werden kann.
3. Perkussionsinstrument für Diagnose- und Prüfzwecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich das Instrument wahlweise in der Hand gehalten oder in einer geeigneten Befestigung angebracht werden kann.
4. Perkussionsinstrument für Diagnose- und Prüfzwecke nach Anspruchz1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich der Anschlagteil des Stößels leicht ausgetauscht werden kann, da er an den Hauptteil des Stößels angesChaubt ist.
5. Perkussionsinstrument für Diagnose- und Prüfzwecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Klopffrequenz verändert werden kann, indem die Zeit der Spannungsführung der Spule entsprechend geändert wird.
6. Perkussionsinstrument für Diagnose- und Prüfzwecke nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zusätzlich ein handelsüblicher Miniaturbeschleunigungsnehmer im Stößel angebracht ist, der die bei der Stüßelbewegung, insbesondere beim Stoß auf einen Prüfkörper, auftretenden Beschleunigungseignale mißt und damit die Grundlage für ein objektives Meßverfahren durch elektronische Auswertung der Seschleunigungssignale darstellt. Diese Ausführung ist weiter dadurch gekennzeichnet, daß durch biegeschlaffe Ausführung und Aufwicklung des Beschleurigungsaufnehmerkabels keine den freien Flug des Stößel behindernden Kräfte ausgeübt werden.