DE841806C - Einrichtung zur Ermittlung von Dopplungen in Blechen - Google Patents

Description

• Einrichtung zur Ermittlung von Dopplungen in Blechen Zur Ermittlung von Fehlerstellen in Werkstoffen bz. fertigen Werkstücken sind in neuerer Zeit die verschiedensten Verfahren vorgeschlagen und zur Anwendung gebracht worden, von denen je nach dem beabsichtigten Verwendungszweck das eine oder das andere sich als besonders zwecmäßig erwiesen h@@.
• Im allgemeinell können zur Lösung dieser Aufgabe folgende Verfahren angewandt werden: Röntgendurchleuchtung, Ultraschalsichtverfahren, Magnetpulververfahren, Hochfrequenzmeßverfahrei (Wirbelströme). Verfahren zur statischen oder dynamischen Messung der Federungseigenschaften, Strom- und Spannungsmeßverfahren.
• Handelt es sich um die Erimttlung von Dopplungen in Blechen, insbesondere Kontaktfederblechen, und müssen sehr gorße Stückzahlen von derartigen Blechen untersucht werden, wie dies bei spielsweise bei der betriebsmäsigen Massenprüfung von Relaisfedern in der Fernmeldetechnik der Fall ist, so kommt nur ein ganz einfaches, rasch und zuverlässig arbeitendes Verfahren in Frage. Ein solches Verfahren stellt das sogenannte Spannungsabfallmeßverfahren dar. Es ist bereits seit langem bekannt, unhomogene Stellen ïn Metallkörpern dadurch festzustellen, daß man einen elektrischen Strom durch den Körper schickt und den Spannungsabfall zwischen zwei über ihn hinweggeführ ten Sonden mißt. Eine nach diesem Verfahren arbeitende Einrichtung zur Durchführung von Messungen an Blechen, Blechstreifen oder Bändern zeigt Fig. 1. In einem homogenen Blech erzeugt ein durch zwei Elektroden E1 und E2, die einander auf den beiden Blechseiten gegenübersteheri, zuge- führter Strom J an jeder Stelle des Bleches den gleichen Spannungsabfall. Zwei unmittelbar neben den Elektroden in bestimmtem Abstand von ihnen angebrachte und zusammen mit den Elektroden über das Blech bewegte Sonden St und S2 sind über ein Meßinstrument V miteinander verbunden und zeigen den Spannungsabfall an. Ist an einer Stelle die Homogenität gestört, z. B. durch eine Dopplung, so wird an dieser Stelle der Spannungsabfall infolge der veränderten Stromverteilung größer, wie dies aus Fig. Ib ersichtlich ist.
• Eine solche Anordnung hat den Nachteil, daß stets, also auch bei fehlerfreiem Blech, ein Spannungsabfall gemessen wird und daß seine Änderung infolge einer kleinen Dopplung so gering ist, daß es äußerst empfindlicher Instrumente bedarf, um eine sichtbare Anzeige zu erzielen. Aus praktischen Gründen ist es außerdem zweckmäßig, die Messung mit Wechselstrom durchzuführen. Durch die in diesem Falle unvermeidliche Kopplung des Meßkreises mit dem das Blech durchfließenden Strom wird das Verhältnis Grundspannungsabfall U,zum Spannungsabfall bei einer Dopplung U2 noch ungünstiger.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Ermittlung von Dopplungen in Blechen, insbesondere Kontaktfederblechen, zu schaffen, die die genannten Mängel vermeidet und für die betriebsmäßige Massenprüfung von derartigen Blechen, vorzugsweise in Streifen- oder Bandform, gut geeignet ist. Es wird zu diesem Zwecke eine Einrichtung verwendet, die nach dem vorstehend beschriebenen Prinzip der Spannungsabfallmessung arbeitet. Dabei ist jedoch erfindungsgemäß die Anordnung so getroffen, daß der Spannungsabfall nur auf einer Blechoberfläche senkrecht zu den einander gegenüberstehenden Elektroden gemessen wird.
• Diese Anordnung der Sonden auf nur einer Seite des Bleches beruht auf folgenden Überlegungen: Während im homogenen Blech die Stromlinien im wesentlichen senkrecht zur Oberfläche auf dem kürzesten Wege zwischen den Elektroden verlaufen, werden sie an den Dopplungsstellen zum größten Teil in zur Oberfläche parallele Bahnen verdrängt.
• Mißt man nun anstatt des Spannungsabfalles quer zum Blech, wie dies bei der in Fig. 1 gezeigten Anordnung erfolgt, nur den Spannungsabfall über einer bestimmten Strecke an einer Oberfläche, und zwar in Nachbarschaft der Elektrode, so erhält man eine Meßmethode, welche die obengenannten Mängel vermeidet und ein genaues Bild über Lage und Ausdehnung von Dopplungen im Blech gibt. In Fig. 2 sind diese Verhältnisse schematisch dargestellt, und zwar in der linken Skizze bei homogenem Blech, rechts bei Vorhandensein einer Dopplung. Man erkennt ohne weiteres, daß die Sonden St und Sl, die auf der gleichen Seite auf die Blechoberfläche aufgesetzt werden, stets dann eine relativ große Spannung abgreifen, wenn eine Dopplung vorliegt, während normalerweise die Spannung zwischen ihnen, besonders bei nicht zu kleiner Entfernung von den Stromelektroden, sehr klein ist. Die magnetische Kopplung kann bei dieser Anordnung ebenfalls verringert werden, da es möglich ist, den Abstand zwischen SX und 52 klein zu machen und die Zuleitungen bereits unmittelbar an den Berührungsstellen zu verdrillen, so daß in ihnen das Feld des Stromes J keine Spannung erzeugen kann.
• Fig. 3 zeigt die Durchführung einer Untersuchung an einer Kontaktfeder für einen Relaisfedersatz, die beispielsweise aus einem Blechstreifen von etwa 5 mm Breite und 100 mm Länge besteht. Der Blechstreifen wird in seiner Längsrichtung zwischen den beiden einander gegenüberstehenden Elektroden E,, E2 hindurchgezogen bzw. werden die Elektroden längs des Blechstreifens bewegt. In einem festen Abstand zu der einen Elektrode, z. B. El, sind auf der einen Blechoberfläche die mit dem Meßinstrument verbundenen Sonden St, S2 aufgesetzt, die ebenfalls einen bestimmten Abstand voneinander besitzen. Bei der gewählten Versuchsanordnung wurden hierbei die Abstände a-b = 2 mm angenommen. Als Prüfwechselstrom wurde ein Strom von 20 Amp. bei 50 Hz gewählt. Der gemessene Spannungsverlauf über der Federlänge ist ebenfalls in Fig. 3 dargestellt. Er zeigt, daß die Spannung bei homogenem Blech konstant und verschwindend klein ist, bei Überlaufen einer Dopplung jedoch relativ stark ansteigt. Mechanische Nachprüfungen nach erfolgter Messung haben ergeben, daß die Spannungskurve die Lage und Größe der Dopplung in einwandfreier Weise wiedergibt. Die kleinste mit der soeben beschriebenen Anordnung gemessene Dopplung hatte eine Längsausdehnung von 2 mm bei Erstreckung über die volle Federbreite.
• Bei der Dopplungsmessung nach dem angegebenen Verfahren muß durch den gesamten zu untersuchenden Blechquerschni tt ein starker Strom geschickt werden. Bei den an den Federblechen durchgeführten Prüfungen wurde dabei ein Strom von 5 Amp. je Millimeter Blechbreite angenommen.
• Das würde bedeuten, daß man für einen Blechstreifen von etwa 100 mm Breite einen Strom von 500 Amp. aufwenden muß, wenn man dieselbe Meßempfindlichkeit erzielen will. Damit diese Empfindlichkeit über die ganze Breite auch konstant bleibt, muß der Strom im Blech gleichmäßig verteilt sein. Eine weitere Bedingung ist, daß die Ubergangs- und Zuleitungswiderstände klein sind.
• Unter Umständen ist auch die Stromverdrängung zu berücksichtigen und ihr durch geeignete Anordnung der Stromzuführungen entgegenzuwirken.
• Ferner sind für die Empfindlichkeit der Messung die zur Spannungsabnahme verwendeten Sonden maßgebend. Sie werden beispielsweise als Schleifkontakte ausgebildet, ihre Zahl, Größe und Anordnung bestimmen das Auflösungsvermögen.
• Eine unter diesen Gesichtspunkten aufgebaute Prüfeinrichtung für Blechstreifen von etwa Ioo mm Breite zeigt Fig. 4. In dieser Figur ist mit I der zu untersuchende Blechstreifen bezeichnet, 2 und 3 sind die Elektroden E1 und E2. Letztere ist als Rolle ausgebildet, der der Strom J von beiden Seiten zugeführt wird. Die Gegenelektrode E1 ist hier unterteilt in fünf gleichartige, unmittelbar aneinandergereihte Druckstücke. Mit 4 sind die Spannungsabgreifkontakte So, 52 bezeichnet, die als parallele Sctlleiikontakte mit konstantem gegenseitigem Abstand und ebenfalls konstantem Abstand von der Elektrode E1 ausgebildet sind. Zur Erhöhung des Auflösungsvermögens sind diese Spannungsabgreifkontakte beiderseits der Stromzuführungselektrode vorgesehen, wobei die beiden Abgreifkontaktreihen gegeneinander versetzt sind, wie dies die Draufsicht der Fig. 4 klar erkennen läßt.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE I. Einrichtung zur Ermittlung von Dopplungen in Blechen unter Verwendung eines Meßverfahrens, bei dem über zwei einander gegenüberstehende Elektroden durch den Blechquerschnitt ein Prüfstrom geschickt und der Spannungsabfall zwischen zwei über das Blech gefiihrten Sonden gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Spannungsabfall nur auf einer Illechoberfläche senkrecht zu den einander gegenülerstehenden Elektroden gemessen wird.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsabgreifkontakte (Sonden S1, S2) einen konstanten Abstand von der auf der gleichen Blechoberfläche angeordneten Elektrode sowie untereinander besitzen.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannungsabgreifkontakte als Schleifkontakte ausgebildet sind und gegebenenfalls in der zur Bewegungsrichtung des Bleches senkrechten Richtung unterteilt sind.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits der Elektrode Spannungsabgreifkontakte vorgesehen sind, die paarweise gegeneinander versetzt (auf Lücke) angeordnet sind.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch I für Blechstreifen größerer Breite, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Elektrode als sich über die ganze Blechbreite erstreckende Rolle ausgebildet ist, während als Gegenelektrode mehrere aneinandergereihte Druckstücke dienen.