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Einrichtung zum Feststellen von Rissen in langgestreckten metallischen
Körpern und von Unregelmäßigkeiten bezüglich der Wandstärke dieser Körper Von den
Prüfvorrichtungen zum Feststellen von Fehlstellen in Werkstücken haben die nach
dem sogenannten Magnetpulververfahren arbeitenden Prüfvorrichtungen besondere Bedeutung
erlangt. Zur Ermittlung von Unregelmäßigkeiten bezüglich der Wandstärke der zu untersuchenden
Körper sind diese bekannten Prüfeinrichtungen jedoch nicht geeignet. Durch solche
Unregelmäßigkeiten könnte unter Umständen die Schichtstärke der bei diesen Prüfeinrichtungen
verwendeten Feilspäne geändert werden, jedoch können Änderungen bezüglich der Schichtstärke
der Feilspäne durch einfache Beobachtung nicht festgestellt werden.
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Es ist zwar auch schon vorgeschlagen worden, die Körper dadurch auf
Fehlstellen hin zu prüfen, daß ein konstanter elektrischer Strom durch den Körper
gesandt und die IÇörperoberfläche mittels einer Kontaktanordnung untersucht wird,
die mit einer Anzeigevorrichtung verbunden ist. Diese Art der Prüfung gestattet
wohl die Feststellung von Rissen und Unregelmäßigkeiten bezüglich der Wandstärke
von Werkstücken, aber es ist hierbei jedoch nicht möglich, in einem einzigen Prüfvorgang
zwischen den genannten beiden Arten von Fehlstellen zu unterscheiden.
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Der Zweck der Erfindung besteht daher darin, eine einfache und zuverlässig
wirkende Einrichtung zu schaffen, durch welche Risse in langgestreckten metallischen
Körpern, wie z. B. in Rohren, Hohlwellen und Bleikabelmänteln, und von Unregelmäßigkeiten
bezüglich der Wandstärke dieser Körper in einem einzigen Prüfvorgang festgestellt
und unterschieden werden können. Die Erfindung geht von einer Prüfeinrichtung aus,
bei der zum Feststellen der Fehlstellen ein konstanter elektrischer Strom durch
den Prüfling hindurchgeschickt wird und eine relativ zum Prüfling zu verschiebende
I(ontaktanordnung über einen Vaknumröhrenverstärker mit einem die infolge von Fehlstellen
im Prüfling entstehenden Stromänderungen anzeigenden Meßgerät verbunden ist. Bei
einer solchen Prüfeinrichtung besteht die Erfindung darin, daß zwei mit dem Ausgang
des Verstärkers verbundene Röhrenrelaisvorrichtungen derart ausgebildet sind, daß
die eine nur auf kurzdauernde, für Risse charakteristische, und die andere auf
langdauernde,
für Unregelmäßigkeiten bezüglich der Wandstärke charakteristische Stromschwallkungen
anspricht.
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In Fig. I ist eine beispielsweise Einrichtung nach der Erfindung
bei Verwendung zum Prüfen eines von der Kabelherstellungsmaschine kommenden I(abels
schematisch dargestellt, wobei sich das Kabel in der Achsen-oder Längsrichtung bewegt,
während die Prüfvorrichtung gedreht wird.
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Fig. 2 zeigt das zugehörige Schaltbild und Einzelheiten des Verstärkers.
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Bei der dargestellten Einrichtung ist der Bleikabelmantel mit 10
und die Kontaktanordnung mit II bezeichnet. Diese Kontaktanordnung ist mit einem
Paar verhältnismäßig spitz ausgebildeter Kontakte versehen, welche den Umfang des
Bleimantels berühren und in solchem Abstand angeordnet sind, daß der Potential abfall
zwischen zwei Punkten längs der Achse des genannten Bleimantels gemessen wird. Die
Kontakte II sind an einem drehbaren Zylinder I20 angeordnet, welcher Kollektorringe
I26 trägt und durch einen Motor gedreht wird. Die mit den Kollektorringen I26 zusammenwirkenden
Bürsten I27 sind mit dem Verstärker I30 verbunden.
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Die Prüfvorrichtung ii folgt einer Schraubenbahn auf der Oberfläche
des Bleimantels und bestreicht im wesentlichen seine ganze Oberfläche. Irgendwelche
Stromflußschwankungen, die auf Rissen oder Unregelmäßigkeiten bezüglich der Wandstärke
des Bleimantels beruhen, werden von der Prüfvorrichtung aufgegriffen und können
nach Verstärkung durch den Verstärker I30 benutzt werden, um Relais I3I, I3I' und
I32 in Wirkung zu setzen, die wiederum Anzeigeglieder, wie StifteP,P',P", z. B.
durch WIagnete I33, 133', I34 erregen können, um Aufzeichnungen auf dem in Fig.
I dargestellten Papier orzurufen.
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Aus Fig. I ist ersichtlich, daß ein konstanter Erregerstrom I40 nach
der induzierenden Spule IIS geleitet wird. Die Kontakte II würden eine konstante
Spannung aufgreifen, wenn keine Risse oder Unregelmäßigkeiten bezüglich der Wandstärke
des Körpers vorhanden wären. Sind sie aber vorhanden, so ergibt sich das Oszillogramm
141. Werden die Stromflußschwankungen gleichgerichtet, so erhält das Diagramm das
bei I42 angegebene Aussehen, woraus man erkennt, daß das Diagramm in Wirklichkeit
eine Zusammensetzung aus zwei getrennten Arten von Anzeigen ist. Enle Anzeigeart
ist die scharfe, kurzdauernde Anzeige bei 143, die auf einen raschen Impuls zurückzuführen
ist, der erzeugt wird, wenn die Spüreinrichtung über einen Riß hingeht. Die andere
Anzeige bei I44 ist relativ langdauernd. Sie ist durch eine Unregelmäßigkeit bezüglich
der Wandstärke verursacht, die zu einem Impuls von relativ langer Dauer führt, wenn
die Prüfvorrichtung darüber hinweggeht. Die dem Erfindungsgegenstand zugrunde liegende
Aufgabe besteht nun darin, den Verbundimpuls, der von der Prüfvorrichtung gemäß
Oszillogramm I42 -aufgenommen wird, in die Komponenten I43 und I44 zu trennen, deren
eine Risse und deren andere Unregelmäßigkeiten bezüglich der Wandstärke angibt.
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In Fig. 2 ist die Verstärkerschaltung im einzelnen dargestellt. Bei
dieser Verstärkerschaltung ist eine Vorrichtung vorgesehen, die zur Trennung der
Risseanzeigen von den Anzeigen bezüglich Unregelmäßigkeiten der Wandstärke dient,
und zwar in der Weise, daß in jedem Fall die entsprechende Anzeigevorrichtung in
Wirkung gesetzt werden kann.
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Der durch die Bürsten I27 abgenommene Strom wird zunächst dem Verstärker
I50 zugeführt. Nach Durchgang des Stromes durch die Gleichrichter- und Verstärkerstufen
I5I, I52, I53 wird er zwei Röhren 154, I55 Zugeleitet. Die Anode 156 der Röhre 153
ist mit den Gittern I57 und 158 der Röhren 154 und I55 entsprechend verbunden.
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Daß die Röhren I54 und I55 auf kurzdauernde Impulse bzw. langdauernde
Impulse ansprechen, wird durch folgende Hilfsmittel erzielt: Eine Rückspeisung ist
von der Anode I56 zur Röhre I54 vom Punkt I60 durch die Kondensatoren 162 und 163
vorgesehen, von denen der letztgenannte Kondensator mit einer Erdung I64 verbunden
ist, während der genannte Rückspeisekreis am Punkt 165 mit dem Gitter I57 verbunden
ist. Wenn ein rascher Impuls aus der Anode 156 austritt, so wird im wesentlidien
keine gegenwirkende EMK an das Gitter I57 durch die Rückspeisung angelegt, weil
die Kondensatoren I62 und 163 sich umgekehrt zur Frequenz laden und daher gar keine
Ladung oder nur eine sehr kleine erhalten, so daß keine EMK dem Gitter I57 in Gegenwirkung
zu der durch die Anode I56 angelegten EMK aufgedrückt wird. Durch den raschen Impuls
wird dann der Magnet 133 erregt und der Stift betätigt. Mehrere Relais I3I, I3Il
können parallel geschaltet werden und haben vechselnden Widerstand. Ferner erregt
jedes Relais seinen eigenen Magneten 133, 133', um entsprechende Stifte P, P' zu
betätigen und so eine Anzeige der Intensität des Risses hervorzurufen.
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Der erwähnte kurzdauernde Impuls erregt nicht das Relais 132, weil
erst der geerdete Kondensator I72 geladen werden muß. Da das Maß dieser Ladung umgekehrt
proportional der Frequenz ist, so wird der Kondenstator 172 durch den kurzdauernden
Impuls nicht erheblich geladen, so daß keine ERIK
an das Eingangsgitter
I58 gebracht wird und das Relais I32 nicht erregt wird.
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Wenn nun ein relativ langdauernder Impuls wegen Auftretens einer
Unregelmäßigkeit bezüglich der Wandstärke des Körpers in den Verstärker geschickt
wird, so wird der an der Anode I56 austretende Strom an das Gitter 157 der Röhre
I54 geführt, doch erlaubt die lange Dauer des Impulses der Rückspeisung vom Punkt
i6o, den Kondensator I63 zu laden und durch Kondensator I62 und Widerstand I66 eine
entgegenwirkende EMK an das Gitter zu legen und dadurch den Austritt des Stromes
an der Anode 170 zu begrenzen. Das Rißanzeigerrelais bzw. die Relais I33, I33' werden
daher nicht betätigt.
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Gleichzeitig erlaubt der langdauernde Impuls von der Anode 156, den
Kondensator 172 zu laden und eine EMK an das Gitter 158 der Röhre 155 Zu legen und
dadurch das Relais I32 ZU erregen, das den Magneten 134 erregen kann, um ein Anzeigeglied,
z. B. Stift P", zu betätigen.