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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Oberflächentopologieprüfung, und
insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Prüfung der
Oberflächen von
strukturellen Bauteilen, die hohen Beanspruchungen unterworfen sind.
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Bei
strukturellen Bauteilen, die hohen Beanspruchungen unterworfen sind,
beispielsweise bei metallischen oder faserverstärkten Plastikverbund-Tragflügeln, kann
die Topologie der Oberfläche des
Bauteils von lebenswichtiger Bedeutung sein. Bei metallischen verbolzten
Bauteilen kann beispielsweise eine Kaltexpansion der Befestigungslöcher die Dauerfestigkeit
des Bauteils um ein Vielfaches verlängern, indem die Erzeugung
von Rissen verhindert wird, die von den Wänden der Löcher ausgehen. Ein Standardverfahren
der Kaltexpansion derartiger Löcher
besteht darin, einen Kern durch eine Spalthülse innerhalb des Loches zu
ziehen und die Hülse
auszudehnen, um eine Kompressionszone in dem Material zu erzeugen,
das das Loch umgibt. Die Wirkung der Erzeugung dieser Zone der Kompression
um das Loch besteht darin, vulkanartige Verzerrungen oder Eruptionen
der Oberfläche,
die das Loch umgibt, infolge des Poisson-Effektes zu verursachen.
Diese Oberflächenverzerrungen
oder Eruptionen können sich
bis zu einem Radius vom Rand des Loches ausdehnen. Im Gegensatz
zu der bisherigen Annahme hat es sich jetzt gezeigt, dass das Ausmaß der Poisson'schen Verzerrungen
um das kalt expandierte Loch direkt bezogen ist auf die Materialeigenschaften des
Bauteils und auf das Ausmaß der
Expansion, die auf das Loch ausgeübt wird, wenigstens wenn eine solche
Expansion in kontrollierter Weise, beispielsweise durch das obige
Verfahren, durchgeführt
wird, bei dem ein Kern durch eine gespaltene Hülse getrieben wird. Das Ausmaß der Expansion,
beispielsweise 1%, 2%, 3%, 4% usw. bestimmt das Ausmaß der Verbesserung
der Lebensdauer für
das Loch. Es besteht jedoch nur ein sehr feiner Schritt zu einer
Beschädigung
des Bauteils, z. B. des Plattenmaterials, durch Überdehnung einerseits und der
Schaffung eines unzureichenden Lebensdauerschutzes durch zu geringe
Expansion auf der anderen Seite. Aus diesem Grunde ist es wichtig,
in der Lage zu sein, nicht nur das Fehlen oder Vorhandensein einer
Kaltexpansion der Löcher
festzustellen, sondern es muss auch das Ausmaß der Kaltexpansion festgestellt
werden, um die Integrität
der strukturellen Bauteile, beispielsweise von modernen Flugzeugstrukturen,
zu garantieren. In unserer US-Patentschrift 5,619,327 beschreiben
wir ein Verfahren zur Feststellung der Kaltexpansion von Löchern bei
einem derartigen strukturellen Bauteil, beispielsweise einem Flugzeugtragflügel. Leider
ist dieses Verfahren zwar geeignet, die erste der beiden obigen
Forderungen zu erfüllen, aber
es ist kein Verfahren beschrieben, um die zweite Bedingung betriebssicher
und wiederholbar zu erfüllen.
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Außerdem kann
bei hochbeanspruchten Verbundmaterialien das Ausmaß der Beschädigung,
das durch einen auf der Oberfläche
der Struktur auftreffenden Gegenstand verursacht wird, leicht durch
das Phänomen
der kaum sichtbaren Aufprallbeschädigung verborgen werden. Gemäß diesem
Phänomen kann
eine strukturelle Beschädigung
sich tatsächlich mit
dem Abstand von der Oberfläche
erhöhen,
auf der der Aufprall erfolgte. Die Möglichkeit der Feststellung
des Ausmaßes
einer solchen Beschädigung durch
Prüfung
der Topologie der beaufschlagten Oberfläche wäre außerordentlich wertvoll, weil
eine Technik verfügbar
ist, die einen Vergleich des beschädigten Bereichs der Oberfläche und
Ultraschall-C-Abtastmessungen benutzt, um dies zu bestimmen.
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Daher
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
entsprechende Vorrichtung zu schaffen, um die Topologie der Oberfläche eines
strukturellen Bauteils zu prüfen,
um das Ausmaß der
Kaltverarbeitung von Metall, das unmittelbar in die Oberfläche eingebrachte
Löcher
umgibt und außerdem
das Ausmaß der
Beschädigung
festzustellen, das beaufschlagte Verbundstrukturen aufweisen. Es
gibt zwei unabhängige
Ansprüche,
nämlich
Anspruch 1 und Anspruch 12, wodurch diese Aufgabe gelöst wird.
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Gemäß der Erfindung
ist ein Verfahren vorgesehen, mit dem die Topologie einer Oberfläche eines
strukturellen Bauteils überprüft werden
kann, um das Ausmaß zu
bestimmen, mit dem eine bekannte Type einer Beanspruchung auf den
Bauteil ausgeübt wurde,
wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: es wird ein
Bereich von kalibrierten Proben strukturell äquivalenter Bauteile genommen,
wobei die Proben jeweils der bekannten Beanspruchungsart auf ein
jeweils unterschiedliches Ausmaß beansprucht
wurden; es wird ein Moiré-Gitter
in einer Position im Abstand zu der zu prüfenden Oberfläche und
diese voll bedeckend mit einem kleinen Winkel gegenüber der
Oberfläche
abgestützt;
es wird eine Lichtquelle durch das Gitter geschickt, um die Oberfläche unter
einem schrägen
Winkel hierzu zu treffen; es wird die Oberfläche durch das Gitter in einer
Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Oberfläche betrachtet, um Interferenzstreifen
und Bereiche der Verzerrung dieser Streifen zu betrachten und das
Ausmaß des
Bereichs der Verzerrung zu messen und die Messungen mit äquivalenten
Messungen zu vergleichen, die bei entsprechenden kalibrierten Sonden genommen
wurden, um das Ausmaß der
auf den Bauteil ausgeübten
Beanspruchung zu bestimmen.
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Unter
dem Ausdruck "strukturell äquivalent" wird eine Probe
verstanden, die die gleiche Art der Struktur besitzt und z. B. in
gleicher Weise verstärkt wurde
und die gleichen strukturell relevanten Dimensionen, z. B. Dicke
der Probe, aufweist und aus dem gleichen Material besteht. Die Interferenzstreifen
umfassen Schatten des auf die Oberfläche projizierten Gitters, kombiniert
mit Linien des Gitters, die direkt durch den Beobachter betrachtet
werden, und die Bereiche der Verzerrung der Interferenzstreifen
entsprechen den Verzerrungen der Topologie der Oberfläche, verursacht
durch die Anwendung der Beanspruchungen auf den Bauteil, die über den
Poisson-Effekt wirken.
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Der
Schritt der Durchführung
des Vergleichs zwischen der Messung und den äquivalenten Abständen, die
bei den Kalibrierproben eines Bauteils des gleichen Typs mit relevanten
Dimensionen (z. B. Dicke) und gleichem Material gemacht wurden,
können
die Bestimmung umfassen, welche Probe im Wesentlichen die gleiche
gemessene Distanz wie der Bauteil aufweist, und es kann das Ausmaß der auf jene
Probe ausgeübten
Beanspruchung festgestellt werden, wobei dieses Ausmaß der Beanspruchung im
Wesentlichen der Beanspruchung, z. B. dem Ausmaß der Kaltbearbeitung des Loches,
entspricht, die auf den Bauteil ausgeübt wurde.
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Das
Verfahren kann den Schritt umfassen, den kleinen Winkel, beispielsweise
unter Benutzung eines Mikrometers, einzustellen, um im Wesentlichen die
gleiche Streifendichte wie bei äquivalenten
Messungen zu erhalten, die bei den Kalibrierproben erhalten wurde.
Auf diese Weise wird eine Konsistenz der Messung gewährleistet.
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Die
Linienabstände
des Moiré-Gitters
liegen vorzugsweise im Wesentlichen im Bereich von 1 bis 200 Linien
pro mm. Bei einem Linienabstand von 1 Linie pro mm wäre die Vorrichtung
in der Lage, eine Haupteinbeulung, beispielsweise in einer Oberfläche eines
zu prüfenden
Bauteils, festzustellen. Eine Vorrichtung mit einem Linienabstand
im Wesentlichen im Bereich zwischen 5 bis 20 Linien pro mm ist zu
bevorzugen, und am besten ist ein Linienabstand von 10 Linien pro
mm, und dies gibt eine gute Auflösung
und einen guten Anwendungsbereich.
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Das
Verfahren umfasst vorzugsweise den Schritt, die Lichtquelle einer
allgemein parallelen Form zu benutzen, beispielsweise eine parallelisierte Quelle,
um ein lineares Interferenzmuster zu erzeugen und so genaue Messungen
durchzuführen,
wenn das Auge des Beobachters die Oberfläche nicht ganz senkrecht dazu
betrachtet.
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Der
Schritt der Anordnung der Lichtquelle kann zweckmäßigerweise
das Vorsehen einer Punktlichtquelle, beispielsweise einer Leuchtdiode,
umfassen. Vorausgesetzt, dass der Beobachter die Oberfläche im Wesentlichen
senkrecht dazu betrachtet, ergibt sich nur ein geringer Verlust
der Genauigkeit in der Messung, wenn eine solche Lichtquelle benutzt wird.
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Der
Schritt der Betrachtung der Oberfläche im Wesentlichen senkrecht
hierzu kann dadurch gewährleistet
werden, dass eine optische Hilfe vorgesehen wird, um dies dem Beobachter
anzuzeigen. Die optische Hilfe kann aus einem Spiegel bestehen, dem
der Beobachter mit dem Körper
zugewandt ist, wobei der Spiegel einen Linienindikator aufweist,
der in Richtung des Beobachters distanziert ist, so dass dann, wenn
der Beobachter die Oberfläche
im Wesentlichen normal hierzu betrachtet, keine Reflexion des Linienindikators
im Spiegel beobachtbar ist.
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Der
Schritt der Messung des Ausmaßes
des Bereichs der Verzerrung kann die größtmögliche Messung über dem
Bereich im Wesentlichen in einer Richtung der unverzerrten Interferenzstreifen
vom Beginn der Verzerrung einer Seite nach dem Ende der Verzerrung
auf der anderen Seite hiervon umfassen.
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Wenn
die Beschädigung
der Oberfläche
einen Ringbereich umfasst, der ein Loch in der Oberfläche umgibt,
dann kann der Schritt der Messung des Ausmaßes des Bereichs der Beschädigung den Schritt
umfassen, eine Messung im Wesentlichen in einer Richtung der unverzerrten
Streifen vom Umfang des Loches nach einer Stelle der Streifenverzerrung
am weitesten weg von diesem Umfang vorzunehmen.
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Der
schräge
Winkel beträgt
zweckmäßigerweise
entweder 45° oder
63,2°, um
eine zweckmäßige Beziehung
zwischen dem Gitterabstand und der zu erzeugenden Oberflächenversetzung
zu ermöglichen.
Die Winkel von 45° und
63,2° liefern
besonders zweckmäßige Beziehungen
zwischen der Streifenordnung, dem Gitterabstand und der Auflösung der Versetzung,
da die vertikale Versetzung pro Streifen durch den Kehrwert des
Gitterabstandes, dividiert durch die Tangente des eingeschlossenen
Winkels, gegeben ist. So liefert tan 45° = 1 eine Auflösung von 1
pro Abstand und tan 63,2° annähernd eine
Auflösung
von 2, und dies liefert die doppelte Auflösung.
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Das
Verfahren kann den Schritt umfassen, eine Visieranordnung für den Beobachter,
beispielsweise ein Raster, zu schaffen, das über einem Bereich der Beschädigung zentriert
werden kann, d. h. über
dem Zentrum eines Loches, von dem angenommen wurde, dass es kalt
bearbeitet wurde, um die Genauigkeit der Messungen zu erhöhen.
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Der
Beobachter kann die Oberfläche über das
Medium einer Kamera betrachten, so dass die Bilder der Abmessungen
aufgezeichnet werden können.
Noch zweckmäßigerweise
besteht die Kamera aus einer vorzugsweise digitalen Standbildkamera hoher
Auflösung,
um die bestmögliche
Genauigkeit der Messung zu erhalten, wenn die Aufzeichnung erfolgt.
Wenn eine digitale Kamera benutzt wird, können die aufgenommenen Messungen
zweckmäßigerweise
auf einen Computer, beispielsweise zur Bildbearbeitung oder für eine langzeitige
Benutzung, übertragen
werden. Ein solcher Computer kann derart programmiert werden, dass
er die jeweiligen Formen einer Kurve sucht, die den Beginn oder
die Beendigung der Verzerrungen der Streifen repräsentiert.
Auf diese Weise wird eine Konsistenz der Messung zwischen den Kalibrierproben
und dem zu prüfenden
Bauteil noch besser erreicht.
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Nachstehend
werden Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
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1 ist eine schematische
Schnittansicht eines strukturellen Bauteils, der von einem Loch durchsetzt
ist, das kalt ausgedehnt wurde, wobei das erfindungsgemäße Verfahren
Anwendung fand;
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2 ist eine schematische
Darstellung eines strukturellen Bauteils mit Trägerstreifen, die über ein
Moiré-Gitter
betrachtet werden, das in einem Winkel gegenüber der Oberfläche des
Bauteils angestellt ist;
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3 ist eine schematische
Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung
einschließlich
einer Digitalkamera;
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4a ist eine Photographie
der Interferenzstreifen, die im Bereich eines um 1,0% kalt ausgedehnten
Loches durch eine Platte verzerrt sind, und zwar aufgenommen von
der Austrittsseite, was eine Messung des Ausmaßes der Verzerrung gemäß der Erfindung
zeigt;
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4b ist eine Photographie
der Interferenzstreifen, die im Bereich eines um 1,5% kalt ausgedehnten
Loches durch die gleiche Platte verzerrt sind, und zwar aufgenommen
von der Austrittsseite, was eine Messung des Ausmaßes der
Verzerrung gemäß der Erfindung
zeigt;
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4c ist eine Photographie
der Interferenzstreifen, die im Bereich eines um 2% kalt ausgedehnten
Loches durch die gleiche Platte verzerrt sind, und zwar aufgenommen
von der Austrittsseite, was eine Messung des Ausmaßes der
Verzerrung gemäß der Erfindung
zeigt;
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4d ist eine Photographie
der Interferenzstreifen, die im Bereich eines um 2,5% kalt ausgedehnten
Loches durch die gleiche Platte verzerrt sind, und zwar aufgenommen
von der Austrittsseite, was eine Messung des Ausmaßes der
Verzerrung gemäß der Erfindung
zeigt;
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5a ist eine graphische Darstellung
der Messung des Lochumfanges nach dem am weitesten ab liegenden
verzerrten Streifens, aufgetragen über der prozentualen Expansion
des Loches unter Benutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auf der Eintrittsseite;
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5b ist eine graphische Darstellung
der Messung des Lochumfanges nach dem am weitesten ab liegenden
verzerrten Streifens, aufgetragen über der prozentualen Expansion
des Loches unter Benutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auf der Austrittsseite;
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6 ist eine Schnittansicht
eines strukturellen Bauteils aus faserverstärktem Plastikverbundmaterial,
wobei das Phänomen
dargestellt ist, das als "kaum
sichtbare Stoßbeschädigung" (BVID) bekannt ist;
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7 ist eine Grundrissansicht
einer erfindungsgemäßen in der
Hand gehaltenen Vorrichtung;
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8 ist eine unter Benutzung
einer digitalen Standbildkamera hergestellte Photographie, die eine
Aufprallbeschädigung
einer aus Verbundmaterial bestehenden Platte zeigt, und zwar unter
Benutzung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
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9 ist eine Grundrissansicht
der Vorrichtung nach 7;
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10 ist eine schematische
Seitenansicht einer Vorrichtung ähnlich
der in 7 dargestellten Vorrichtung.
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In
den 1, 2 und 3 ist
eine erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Benutzung in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
dargestellt. Ein struktureller Bauteil 1 besitzt eine obere
Oberfläche 2 und
eine untere Oberfläche 3,
und dieser Bauteil ist von einer Ausnehmung 4 durchsetzt,
die von einer kreiszylindrischen Wand 5 begrenzt ist (vergleiche 1 und 3). Die Ausnehmung 4 wird auf
der oberen Oberfläche 2 von
einem Poisson-Vulkan 6 umgeben und von einem Poisson-Vulkan 7 auf
der untereren Oberfläche 3. Über dem
Bauteil 1 und unter einem Winkel alpha gegenüber diesem
Bauteil (1 und 2) befindet sich ein Moiré-Gitter 8 mit
einem Gitterabstand von 10 Linien pro Millimeter. Die Gitterlinien 9 sind
sowohl in Größe und Abstand
aus Gründen
der Klarheit in der Zeichnung stark übertrieben dargestellt. In 2 ist eine Mikrometerschraube 10 dargestellt, um
den Winkel alpha zwischen dem Moiré-Gitter 8 und der
oberen Oberfläche 2 des
Bauteils einstellen zu können.
Die Richtung der Betrachtung eines Beobachters wird durch die angezeigten
Pfeile angegeben. In jeder Figur ist die parallelisierte Lichtquelle 11 schematisch
dargestellt.
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In 3 ist eine digitale Standbildkamera 12 dargestellt,
deren Objektiv 13 auf die obere Oberfläche 2 eines Bauteils
gerichtet ist, über
dem ein Moiré-Gitter 8 liegt.
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In 1 sind die von den Linien 9 des
Gitters entworfenen Schatten 14 dargestellt, die mit den dunklen
Linien 9 des Gitters kombiniert sind, wenn ein Beobachter
von oben darauf sieht, um kombinierte Interferenz- und Trägerstreifen 15 bis 24 zu
bilden. In 2 erscheinen
die Trägerstreifen 25 auf
der Oberfläche,
wie sie durch das Auge des Betrachters erscheinen.
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Wenn
man die 4a, 4b, 4c, 4d und 5a, 5b zusammennimmt, wird ersichtlich, dass
bei einer gegebenen Type einer Metallplatte mit vielleicht 3 oder 4 Ausnehmungsdurchmessern
ein relativ begrenztes Kalibrierprogramm benutzt werden kann, um
das Ausmaß der
Kaltbearbeitung (wenn überhaupt)
festzustellen, die auf ein strukturelles Bauteil ausgeübt wurde,
wobei eine Definition einer durchgehenden Öffnung aus bekanntem Material
und bekannter Dicke und bekanntem Lochdurchmesser definiert ist.
In den 4a bis 4d ist der strukturelle Bauteil
eine Metallplatte und die vier Photographien gemäß 4 zeigen Interferenzträgerstreifen 25 mit
Verzerrungen, gemessen um das Ausmaß der Kaltbearbeitung in jedem
Falle festzustellen. In jedem Fall wird ein Abstand von einem Punkt 26 am
Umfang des Loches 4 nach einer Stelle 27 gemessen,
wo die Trägerinterferenzstreifen-Verzerrung
zuerst auftritt. Der Abstand erhöht
sich mit jeder Figur, da das Ausmaß der Expansion vergrößert ist.
Der äußere Rand
des Poisson'schen
Vulkans, der durch die Stelle 27 in jeder Photographie
der 4 angegeben ist,
hat sich als sehr konsistent erwiesen, und wenn Messungen mit den
Vergleichskalibrierproben vorgenommen werden, ergibt sich eine überraschende
Genauigkeit der Messungen des Ausmaßes der Kaltexpansion.
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Nunmehr
wird auf die graphischen Darstellungen gemäß 5a und 5b Bezug
genommen, die für
die Kalibrierproben konstruiert wurden. Es ist ersichtlich, wie
die Messungen vom Punkt 26 nach der Stelle 27 der
geprüften
Proben aus den graphischen Darstellungen ausgelesen werden können, um
eine Anzeige der Kaltexpansion zu liefern, die auf das Loch in jedem
Falle ausgeübt
wurde.
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Die 6 und 8 können
zusammen betrachtet werden. 6 zeigt
in einer Schnittansicht, wie eine Aufprallbeschädigung 28 sich von
einer beaufschlagten Oberfläche 29 über die
Dicke eines aus faserverstärktem
Plastikverbundmaterial bestehenden Körpers 30 ausbreiten
und virtuell die Integrität
des Bauteils im Bereich der Beschädigung 28 zerstören kann.
Dabei ist festzustellen, dass die Beschädigung nur auf der beaufschlagten
Oberfläche 29 sichtbar
ist und sie sich nach der rückwärtigen Seite 31 hin
in ihren Ausmaßen
dramatisch vergrößert.
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8 ist eine Draufsicht der
beaufschlagten Oberfläche 29 eines
tatsächlichen
strukturellen Bauteils, und zwar photographisch aufgenommen. Die geraden
Interferenzstreifen 32 sind über einen beträchtlichen
Abstand, der sich nach außen
von der beschädigten
Stelle 33 der beaufschlagten Oberfläche 29 erstreckt,
verzerrt. Der Bereich der verzerrten Interferenzstreifen 34 wäre, obgleich
durch das Moiré-Gitter
gemäß 8 sichtbar, dem unbedeckten Auge
unsichtbar, das die beaufschlagte Oberfläche 29 überprüft. Jeder
Interferenzstreifen repräsentiert 0,005
in der Oberflächenversetzung.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
schafft daher betriebssichere Mittel zum Abschätzen der Beschädigung einer
Verbundstruktur, indem einem nur auf einer Seite der Struktur sichtbaren
Aufprall gefolgt wird. Es können
Kalibrierkurven erzeugt werden, die sich auf Oberflächenbeschädigungsbereichen
aus Ultraschall-C-Abtastungen
ergeben, um die volumetrische Beschädigung zu berechnen, die über die
Materialdicke induziert wurde, in dem das erfindungsgemäße Verfahren
Anwendung fand. Der Beschädigungsbereich
der Oberfläche
würde durch Messung des
Bereichs der Verzerrung der Interferenzstreifen 34 erkannt,
die die beschädigte
Stelle 33 umgeben.
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Die 7, 9 und 10 zeigen
eine in der Hand zu haltende Vorrichtung 36 gemäß der Erfindung.
Die Vorrichtung weist einen Hohlkörper 37 aus Aluminium
auf, der zwei Knöpfe 39, 40 und
einen Handgriff 38 hat. Der Hohlkörper besitzt ein erstes rechteckiges
hohles Rohr 41, durch das der Beobachter auf die Oberfläche blickt,
die über
das Moiré-Gitter 8 geprüft werden
soll, das am unteren Ende 42 abgestützt ist. Das Moiré-Gitter
ist zweckmäßigerweise
an dem Körper 37 angelenkt
und über
eine Mikrometerschraube einstellbar, aber dieses Merkmal ist in
den 7, 9 und 10 nicht
dargestellt, sondern nur in 2.
Wenn ein solches Merkmal bei dem Ausführungsbeispiel nach 7 erscheinen würde, dann würde ein
unterer rechteckiger Rahmen 43 flach auf der zu überprüfenden Oberfläche aufgelegt
und der Winkel alpha, den das Gitter gegenüber der Oberfläche einschließt, würde mit
Genauigkeit über
die Mikrometereinstellschraube 10 eingestellt werden, wie diese
in 2 dargestellt ist.
Dieser Winkel alpha könnte
dann genau eingestellt werden, um den gleichen Winkel alpha zur
Verfügung
zu haben, der für Kalibrierungszwecke
benutzt wurde.
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Kurz über dem
Moiré-Gitter 8 befindet
sich eine Visiervorrichtung 44, bestehend aus einer Nadel 45,
die im Abstand zu dem Spiegel 46 getragen wird. Wenn die
Oberfläche
des zu prüfenden
Bauteils direkt senkrecht durch das Auge des Beobachters betrachtet
wird, dann ist keine Reflexion der Nadel 45 durch den Beobachter
im Spiegel 46 erkennbar. Auf diese Weise kann eine Konsistenz
der Messung erreicht werden, um einen genauen Vergleich mit den Ergebnissen
der Kalibrierproben zu erhalten.
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Gemäß 9 ist ein oberer Abschnitt 47 des rechteckigen
Rohres 41 verjüngt
ausgebildet, um Extralicht vom Inneren der Vorrichtung so weit als
möglich
auszublenden. Dieses Merkmal ist extrem nützlich bei hell beleuchteten Produktionsstätten, wo
es sonst schwierig wäre,
genau die Interferenzstreifen zu detektieren, die durch das Moiré-Gitter
betrachtet werden.
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Die
Vorrichtung weist außerdem
ein zweites rechteckiges Rohr 48 auf, das in einem Winkel
gegenüber
dem ersten Rohr angestellt ist. Das zweite Rohr trägt zwei
weiße
3,6 Volt Leuchtdioden-Lichtquellen 49, 50, die
im Wesentlichen als Punktlichtquellen wirken. Die Knöpfe 39 und 40 werden
individuell benutzt, um die Leuchtdioden 49 bzw. 50 anzuschalten.
Die Leuchtdiode 49 ist so ausgebildet, dass sie unter einem
Winkel von etwa 45° (alpha)
gegenüber
der zu betrachtenden Oberfläche
scheint. Die Leuchtdiode 50 schließt einen Winkel von im Wesentlichen
63,2° gegenüber dieser
Oberfläche
ein. Das Rohr 48 trägt
auch ein Batteriepack 51 aus drei 1,2 Volt Nickelkadmiumzellen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung
ist demgemäß vollständig selbständig und
macht die Vorrichtung insbesondere geeignet zur Benutzung in einer
Produktionsstätte,
wenn beispielsweise strukturelle Bauteile in einem Flugzeugtragflügel betrachtet
werden. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung
können
Löcher
in strukturellen Tragflügelteilen
im Hinblick auf eine Kaltexpansion überprüft und mit Kalibrierproben
aus dem gleichen Material und gleicher Dicke verglichen werden,
die bekannte Kaltbearbeitungsmerkmale aufweisen, die durch entsprechende
Bearbeitung entstanden sind. Wenn beispielsweise ein Riss in der
Oberfläche
der Tragflügelstruktur
aufgefunden wurde, kann mit hoher Genauigkeit das Ausmaß bestimmt
werden, mit dem jedes Loch, von dem der Riss ausgeht, kalt bearbeitet
wurde und insbesondere, ob eine Kaltbearbeitung in dem vorgeschriebenen
Ausmaß stattgefunden
hat. Durch eine Betrachtungsöffnung 52 in der
Oberseite des verjüngten
Abschnitts 47 des Rohres 41 kann ein Raster 53 und
eine Ausnehmung 4 in der betrachteten Oberfläche erkannt
werden. Das Raster ist auf der Ausnehmung zentriert. Unter Benutzung
des Rasters können
die Abstände
zwischen den Punkten 26 und den Stellen 27 wie
oben erwähnt genau
ausgelesen werden.
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Es
ist demgemäß ersichtlich,
dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
und das erfindungsgemäße Verfahren
zweckmäßige und
betriebssichere Mittel schaffen, um genaue Messungen des Ausmaßes einer
Kaltbearbeitung von Löchern
in metallischen Strukturen und Messungen einer Aufprallbeschädigung in
Verbundstrukturen festzustellen.