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Verfahren und Vorrichtung zur Aufdeckung von Fehlerstellen in Metallgegenständen
aus magnetisierbaren Materialien Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Aufdeckung
von Fehlerstellen in Metallgegenständen aus magnetisierb.aren Materialien, bei dem
der Prüfgegenstand durch ein Magnetfeld magnetisiert und relativ zu diesem verschoben
wird.
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Bei den bekannten Verfahren dieser Art ließ man stets den gesamten
magnetischen Kraftfluß eines Magneten oder mehrerer Magnetsysteme auf Prüfspulen
einwirken.
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Das Wesen der Erfindung besteht nun darin, daß nur ein aus dem gesamten
Magnetfeld ausgewähltes geschlossenes, magnetisches Kraftflußprüfband zur Prüfung
benutzt wird.
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Einen großen Vorteil ergibt die Verwendung eines besonders ausgewählten
magnetischen Prüfbandflusses dadurch, daß durch diesen ein Kraftflußabschnitt hoher
Sättigung im Prüfgegenstand und ein Kraftflußabschnitt von verhältnismäßig geringer
Sättigung im übrigen Teil des magnetischen Kraftflusses erzielt und hierdurch eine
bedeutend größere Wirkung auf die in den Prüfspulen zu erzeugende elektromotorische
Kraft ausgeübt wird, -als dies bei den bekannten Prüfverfahren der Fall ist, bei
denen stets die Prüfspulen der Wirkung des gesamten magnetischen Kraftflusses ausgesetzt
sind. Hierbei sind die geringsten Fehlerstellen meßbar. Durch die Fehlerstellen,
die sich im Bereich des ausgewählten magnetischen Kraftflußprüfbandes befinden,
wird eine elektromotorische Kraft nur vorübergehend in den Prüfspulen induziert
und diese bei gesunden Stellen des Prüfgegenstandes sofort wieder ausgeglichen.
Der remanente Magnetismus innerhalb dieses magnetischen Prüfbandabschnittes wird
hierbei restlos wirkungslos gemacht.
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Das neue Verfahren eignet sich insbesondere zur Prüfung von Stahldrahtseilen,
die für Aufzüge, Kohlengrubenförderanlagen u. dgl. Verwendung finden, sowie zur
Prüfung von Stahlseilen für Brückenkonstruktionen!, für Hebezeuge oder zur Prüfung
von Luftschiffgerippen und anderen Stahl- oder Eisengegenständen, die im Vergleich
zu ihrer Dicke große Längen und gleichmäßigen Querschnitt aufweisen.
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Mehrere beispielsweise Vorrichtungen zur Durchführung des Prüfverfahrens
sind in den Abbildungen veranschaulicht, und zwar zeigen: Abb. i eine Seitenansicht
einer Ausführungsform, Abb. 2 eine Vorderansicht zu Abb. i,
2-#.bb.
3 eine Draufsicht zu Abb. i, Abb.4 bis 6 Ansichten weiterer Ausführungsformen.
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Das Prüfverfahren verläuft in Anlehnung an Abb. 5 ,wie folgt Der Magnetkörper
ist mit 25, die Erregerspule mit 26 und der durch die Polschuhe hindurchgeführte
Prüfgegenstand, z. B. ein Stahlseil, mit 6 bezeichnet.
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Wie bekannt, ist die Feldstärke bei einem derartigen Magnetsystem
zwischen den beiden Polschuhen am höchsten. Diese hohe Feldstärke soll gemäß der
Erfindung zur Prüfung nutzbar gemacht werden.
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Zu diesem Zweck wird, wie Abb.5 zeigt, ein magnetischer Kraftflußabschnitt
.a, b, c, d
ausgeschnitten. Von diesem Kraftfluß ist der Teil b, c am höchsten
gesättigt, während der übrige Teil nur eine geringe Sättigung aufweist. Befindet
sich nun innerhalb oder dicht am Abschnitt b, c ein Fehler, z. B. ein Riß im Seil,
so wird diese Fehlerstelle eine Störung des magnetischen Kraftlinienflussesa bis
d hervorrufen. Wird in diesen Abschnitt eine Prüfspule eingeschaltet, dann wird
die in der Prüfspule erzeugte elektromotorische Kraft ein Mittel zur Anzeige der
Fehlerstellen des in dem Bereich des Prüfbandes liegenden Seilabschnittes bieten.
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Bei der in Abb.5 dargestellten Ausführungsform sind die Polschuhe
symmetrisch zur Erregerspule bzw. zu deren Mittelachse x-y bis etwa in Höhe der
Erregerspule senkrecht zur Seilachse gespalten, so daß Polscheiben A1 und
A. gebildet werden, auf denen die Prüfspulen 23 und 24 angeordnet
werden können.
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Unter der Voraussetzung, daß die Prüfspulen genau symmetrisch zur
Mittelachse x-y des Magnetsystems angeordnet sowie gegenläufig gewickelt und miteinander
verbunden sind, wird beim Durchgang einer gesunden Seilstelle durch die Scheibe
A1 und A2 keine resultierende, induzierte elektromotorische Kraft erzeugt. Wenn
jedoch von links nach rechts eine Fehlerstelle die Scheibe A, durchläuft, so wird
sich die Größe des im. Bereich der Prüfspule 23 befindlichen magnetischen Kraftflusses
ändern, so daß eine elektromotorische Kraft innerhalb des Prüfspulensystems induziert
wird. Gelangt die Fehlerstelle in die Höhe der Mittelachse x-y, so ist das Prüfspulensystem
wieder ausgeglichen, und keine elektromotorische Kraft wird wirksam. Kommt jedoch
die Fehlerstelle in Höhe der Scheibe A., so wird das Gleichgewicht der elektromotorischen
Kraft im Prüfspulensystem wieder gestört, so daß nochmals eine elektromotorische
Kraft in diesem System wirksam wird. Verbindet man die Prüfspulen mit einem Voltmeter,
so wird somit bei dieser Art der Anordnung jeweils eine Fehlerstelle durch zwei
gleiche Ausschläge angezeigt.
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Dieses auf einen Ausgleich von zwei Prüfspulen gerichtete Prüfverfahren
bezweckt die Erlangung eines Nullwertes der elektromotoi-ischen Kraft und ist daher
dazu geeignet, die geringsten Wechsel des magnetischen Kraftflusses entweder in
der Polscheibe A1 oder A" zur Anzeige zu bringen, da dort jede Prüfspule sehr große
Windungszahlen erhalten kann, während die durch den Wechselfluß in den Scheiben
A1 und A2 erzeugte elektromotorische Kraft jeweils wieder dadurch, daß die beiden
Prüfspulen gegenläufig geschaltet sind, vernichtet wird. Jede Veränderung der Größe
des wechselnden magnetischen Flusses durch eine der beiden Prüfspulen wird eine
Erhöhung der resultierenden elektromotorischen Kraft ergeben, welche der Gesamtwindungszahl
jeder Prüfspule proportional ist.
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Bei einer weiteren in Abb. 4 dargestellten Ausführungsform ist nur
eine Polscheibe Al des Ankers 2 5 mit einer Prüfspule z7 ausgerüstet. Es
ist hierbei die Anordnung einer das Gleichgewicht herstellenden elektromotorischen
Kraft erforderlich, welche sich der von der Spule ausgeübten Kraft entgegenstellt,
jedoch bei Erscheinen eines Fehlers einen das Gleichgewicht störenden Fluß in der
Spule 27 erzeugt, so daß das Anzeigeinstrument ausschlägt. Eine ausgleichende
elektromotorische Kraft kann bei einseitig angeordneten Prüfspulen durch Einschaltung
eines Stromwandlers zwischen Prüfspule 27 und Erregerspule 14 erzielt werden.
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An Stelle von zwei gegenläufig gewickelten Prüfspulen kann auch eine
beide Polscheiben Al, Az umfassende Prüfspule Verwendung finden, welche zwei Prüfspulen
gemäß Abb. 5 äquivalent ist. Eine Prüfspule hat manche konstruktiven Vorteile bezüglich
ihrer Wirkung aufzuweisen. Ist dieses System nicht völlig ausgeglichen, dann können
noch in Serie zu der Prüfspule Kompensationswicklungen auf den ScheibenAl und A.
angeordnet werden.
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Ein derartiges Prüfspulensystem weist die in Abb. i bis 3 dargestellte
Prüfanlage auf. Platten i decken hier den Magnetanker 3 ab. In diesen Platten i
sind gleichzeitig die Zapfen 4 und 5 der Führungsrollen des zu untersuchenden Drahtseiles
6 befestigt. Um das Einziehen des Prüfseiles 6 zu erleichtern, sind die äußeren
Hälften 7 und 8 der Ankerdeckplatten bei 9 und io an die festen Platten i angelenkt
und mit Flügelschrauben i i o. dgl. auf der anderen Ankerseite lösbar befestigt.
In der Ankermitte ist die Erregerspule 14 angeordnet, die in den Stromkreis
einer
Erregerstromquelle, z. B. einer Wechselstrommaschine 15 niedriger Frequenz
(etwa 16 Perioden pro Sekunde), eingeschaltet ist. Senkrecht zur Prüfseilachse
sind die beiden Polschuhe jeweils bei 16 und 17 gespalten, so daß Polscheiben A1
und A@ gebildet werden, die mit einer gemeinsamen Prüfspulenwicklung i (y versehen
sind. Diese Prüfspule i g ist in einen mit Meßinstrument 2 i ausgestatteten Verstärkerstromkreis
2o eingeschaltet.
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Die Wirkungsweise dieser Prüfeinrichtung gestaltet sich wie vordem
beschrieben.