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Elektromagnet für die zerstörungsfreie Werkstoffprüfung Die Erfindung
betrifft einen E1ektromagneten für die Magnetisierung von Werkstücken für die Werkstoffprüfung
mittels ferromagnetischer Pulver und Suspensionen.
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Es ist bekannt, die Magnetisierung des Werkstückes mittels eines
Magneten durchzuführen. Die bisher bekannten Magnete war,en so gebaut, daß sie entweder
ungeheure, unhandliche Abmessungen hatten oder bei kleineren Abmessungen eine Beobachtung
der Prüfstelle und des dort entstehenden Feldbildes schwierig, ja fast unmöglich
war, wenn der Magnet auf die Seite des Werkstückes aufgesetzt wurde, welche beobachtet
werden sollte. Insbesondere ist die Festhaltung des Feldbildes im Lichtbild bei
den bekannten Konstruktionen der Magnete nicht möglich.
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Dazu kommt, daß die magnetische Streuung der Erregerspuien bei Verwendung
des Maguten auf der Prüfseite in der Mitte zwischen den bleiden Polsehenkeln einen
Austritt von Streulinien senkrecht zur Prüffläche und damit die Vortäuschung eines
nicht vorhandenen Fehlers verursacht.
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Die Erfindung vermeidet diese Übelstände dadurch, daß die Schenkel
des Magneten so ausgebildet sind, daß sie beim Aufsetzen auf die Prüffläche derart
zur Prüffläche geneigt sind, daß jede Senkrechte auf der zwischen den beiden Aufsetzfiächen
der Magnetschenkel in deren Flucht liegenden Ebene keine Teile des Elektromagneten
trifft. Diese Neigung der Magnetschenkel ergibt einen Neigungswinkel zwischen Schenkelachse
und W+erkstückoberfläche kleiner als etwa 500. Das Joch ist durch die erfindungsgemäße
Anordnung seitlich gegen die Prüfstelle verschoben, wodurch der Blick senkrecht
zur Oberfläche
der Prüfzone frei ist, so daß das Feldbild gut beachtet
werden kann und auch photographischle Aufnahmen des Feldbildes einwandfrei gemacht
werden können.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist der Magnet so ausgebildet,
daß der Abstand zwischen den beiden auf der Prüfstückoberfläche aufliegenden Polilächen
gleich der Länge der Innenkanten der Polflächen oder kleiner als diese ist.
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Bringt man nun die Erregerwicklung auf dem Joch an oder stellt man
das Joch aus einer ferromagnetischen Legierung von sehr hoher Koerzitivkraft und
großer Emanenz her und magnetisiert es, während man die Polschenkel aus einer Eisen
sorte von sehr hoher P;ermeabilität herstellt, so erreicht man damit einen derartigen
Verlauf der magnetischen Streuungslinien, daß die Fehleranzeige an der gegenüber
dem Joch seitlich verlagertenPrüfstelle nicht gestört wird. Diese Erscheinung erklärt
sich aus der verhältnismäßig großen Entfernung der Jochoberfläche von der Prüfstelle
im Gegensatz zu ihrem geringen senkrechten Abstand von der Oberfläche des Prüfstückes.
Es ist daher zweckmäßig, den senkrechten Abstand der Jochoberfläche kleiner zu wählen
als die parallel zur Werkstückoberfläche gemessene Entfernung der Jochoberfläche
von der Prüfstelle. Besonders günstig werden die Verhältnisse, wenn die senkrecht
zur Prüfstückoberfläche gemessene Höhe der beiden Polschenkei größer ist als der
Abstand der beiden Polschenkel voneinander. Ein derartiger Magnet kann stets auf
derselben Seite des Prüfstückes verwendet werden, auf der die Fehlerbestimmung vor
sich geben soll. Man kann also damit beispielsweise geschlossene Gefäße, Schiffsböden
u. dgl. auf der zugänglichen Seite magnetisieren und prüfen.
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Zwei Beispiele von Magneten nach der Erfindung sind in Abb. I und
2 bzw. 3 und 4 in je zwei Ansichten dargestellt.
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In Abb. I und 2 ist ein Elektromagnet zur Prüfung von im wesentlichen
ebenflächigen Werkstücken gezeigt, und zwar in Vorderansicht (Abb. 1) und Seitenansicht
(Abb. 2).
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Der Magnet besteht aus den Schenkeln 1 und 2, deren zueinander parallele
Achsen schräg gegen die Oberfläche der Prüfstelle 6 geneigt sind. Dadurch wird das
Joch 3 gegen das Blickfeld, von oben gesehen, seitlich verschoben. Die Erregerwicklung
4 ist um das Joch herumgelegt. 5 stellt beispielsweise ein mit einer ferromagnetischen
Suspension gefülltes Prüfgefäß dar, welches zwischen den Polschuhen und die Prüfstelle
gelegt ist. Zu beachten ist, daß die Querschnitte der Polschenkel so gewählt werden
müssen, daß keine Querschnittsverringerung gegen die Prüfstückoberfläche zu stattfindet.
Daher sind sie, \vie in Abb. 2 gezeigt ist, an der Stelle 7 bogenförmig abgerundet,
bevor sie auf die Prüffläche auflaufen. Für eine Magnetisierung mittels Wechselstromes
wird der Magnet zweckmäßig aus geblättertem Eisen ausgeführt, wobei die Pole im
allgemeinen wohl aus Blechen, das Joch entweder aus Blechen oder aus Drähten hergestellt
werden kann.
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Die Pole ebenfalls aus Drähten zusammen zusetzen, die durch Schellen
oder sonst geeignete Organe zusammengehalten werden, empfiehlt sich auch bei Gleichstrom
in den Fällen, in denen die Werkstückoberfläche sehr rauh ist, da hierdurch ein
guter magnetischer Schluß der Drahtenden mit der Werkstückoberfläche erzielt wird.
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Der in Abb. 3 in Ansicht und in Abb. 4 in Draufsicht dargestellte
Magnet ist für die Prüfung von Kehlnähten bestimmt. Auch hier sind die Achsen der
Polschenkel I, 2 schräg gegen eine zu den beiden an der Prüfstelle zusammenlaufenden
WerkstückobZerflächen senkrechte Ebene geneigt, so daß wieder die Prüfstelle, an
welcher ein für Isehlnahtuntersucllung geeignet geformtes Prüfgefäß 5 liegt, in
der Richtung parallel zur erwähnten Ebene frei sichtbar bleibt.
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Auch hier ist das Joch mit der Erregerwicklung 4, von oben in Pfeilrichtung
seitlich gegen die Prüfstelle verschoben (vgl.
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Abb. 4). Die Polflächen schrägt man zweckmäßig so ab, daß sie die
im Winkel zueinander stehenden Flächen des Prüfstückes gut berühren.
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Da man an der Prüfstelle ein möglichst homogenes Magnetfeld anstrebt,
wird man zweckmäßig den Polabstanda gemäß Abb. 1 ungefähr gleich der Polbackenlängeb
gemäß Abb. 2 oder etwas kleiner wählen. Diese Verhältnisse wirken sich auch insofern
günstig aus, als dadurch die Streulinien in der Hauptsache parallel zur Prüfstückoberfläche
verlaufen und nicht auf diese einfallen. Untersucht man sehr dickwandige Werkstücke,
so erhält man bei den notwendigen hohen Induktionen einen großen Fluß. Um diesen
Fluß in erträglichen Grenzen zu halten und zu hohe Jochinduktionen zu vermeiden,
ist es in Pole schein Fällen zweckmäßig, die Polbackenfläche nicht größer zu gestalten
als den Schenkelquerschnitt. Auch aus diesem Grunde ist es zweckmäßig, die Polbackenbreite
b gemäß Abb. 2 an allen Stellen etwa gleich groß zu halten.