DE853975C

DE853975C - Arrangement for non-destructive material testing

Info

Publication number: DE853975C
Application number: DEK7300A
Authority: DE
Inventors: George Dr Keinath
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1943-04-10
Filing date: 1950-10-01
Publication date: 1952-10-30

Description

Anordnung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung Die veriügl,aren Methoden zur Materialprüfung lassen sich in zwei Arten einteilen. Die eine Art macht eine Zerstörung oder Beschädigung des Prüflings für die Bestimmung der Qualitäten des zu prüfenden Materials erforderlich. Die andere Art dient zur Prüfung von Maschinenteilen und ähnlichen Körpern ohne Beschädigung des Prüflings.Arrangement for non-destructive material testing The veriügl, aren methods for material testing can be divided into two types. One kind makes one Destruction or damage of the test item for the determination of the qualities of the material to be tested is required. The other type is used to test machine parts and similar bodies without damaging the test item.

Die erstere Art der Prüfverfahren wird gewöhnlich für die Prüfung von noch nicht in laufender Herstellung erzeugten Materialien auf ihre mechanischen Festigkeitswertethin angewandt, während die letztere Art siCh für die Kontrolle eines laufenden Produktionsausstoßes als dienlich erweist.The former type of test procedure is commonly used for testing of materials not yet in production on their mechanical Strength values are used while the latter type is used for control an ongoing production output proves useful.

Ein Ziel der Erfindung ist, ein Prüfverfahren und Prüfmittel zu schaffen, die grundsätzlich für beide Arten der eben erwähnten Prüfungen angewandt werden können und die, wenn sie für Produktionsprüfungen der zweiten Art benutzt werden, eine größere Genauigkeit liefern als die entsprechenden Prüfmethoden, die bisher für Prüfungen während der Produktion zur Verfügung standen. One aim of the invention is to create a test method and test means, which are basically used for both types of the tests just mentioned can and if they are used for production tests of the second kind, provide greater accuracy than the corresponding test methods that have been used up to now were available for testing during production.

Bei den bekannten Verfahren und Einrichtungen für die Bestimmung der Beanspruchungs-Spannungs-Charakteristiken von Material zeigt die erzeugte Anzeige oder Aufzeichnung die volle Spannung in einem Prüfling, oder in einem Teil davon, in Abhängigkeit von der Beanspruchung, der der Prüfling unterworfen wird. Die Genauigkeit dieser Charakteristiken, wie sie bei der Erfindung er- kannt wurde, ilst ziemlich begrenzt. Daher ist ein anderes'2;el der. Erfindung, Prüfniefhoden und -mittel für die Erzeugung von Beanspruchungs-Slpannungs-Diagrammen größerer Genauigkeit, als bisher erreichbar, zu schafen. With the known methods and devices for the determination of the stress-stress characteristics of material shows the display produced or record the full voltage in a device under test, or in part of it, depending on the stress to which the test item is subjected. The precision these characteristics, as they are created in the invention was known ilst fairly limited. Hence another'2; el der. Invention, test testicles and means for generating large-scale stress-stress diagrams Accuracy than previously achievable.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist, die oben angegebenen Ergebnisse durch relativ einfache Mittel und mit Hilfe von elektrischen Meßinstrumenten zu erlangen, um die Einfachheit und Verläßlichkeit dieser beiden Arten von Einric11tungen nutzbar zu machen. Another object of the invention is to achieve the results given above by relatively simple means and with the help of electrical measuring instruments gain the simplicity and reliability of these two types of arrangements to make usable.

Noch ein anderes Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Prüfverfahrens und von zugehörigen Prüfmitteln, die sich für alle gewöhnlichen Versuche als geeignet erweisen, wie z. B. Zug-, Druck-, Dehnungs-, Verdrehungs-, Erschütterungs-oder Ermüdungsyersuche. Yet another object of the invention is to provide a test method and associated test equipment that is suitable for all ordinary tests turn out to be such. B. tensile, compression, elongation, torsion, vibration or fatigue search.

Ein anderes Ziel ist auch, ein Vengleidssprüfverfahren zu schaffen, das heißt, einen Vergleich des Prüflings mit einem Normalstück, der zwecks Meßgenauigkeit nicht an bestimmte Abmessungen des Normals relativ zum Prüfling gebunden ist, sondern mit gleichem Vorteil erfolgen kann, wenn die Abmessungen des Normals innerhalb weiter Grenen von denen des Prüflings abweichen, wo durch ein Standardstück für verschiedene Prüflingsgrößen benutzt werden kann. Another goal is also to create a Vengleidssprüfverfahren, that is, a comparison of the test specimen with a standard piece for the purpose of measuring accuracy is not tied to certain dimensions of the standard relative to the test object, but rather can be done with the same advantage if the dimensions of the normal within continue Sizes differ from those of the test object, where by a standard piece for different Sample sizes can be used.

Gemäß der Erfindung ist bei einem der grundlegenden Hinblicke der Prüfling fest mit einem Normal stück verbunden, und beide werden zugleich einer sich ändernden Beanspruchung unterworfen, während die Spannung oder Deformierung, die durch die Beanspruchung in den beiden beanspruchten Körpern verursacht wird, durch elektrische Meßeinrichtungen in zwei entsprechende elektrische Größen, z. B. Impedanz oder Spannungsgrößen übertragen wird. Diese beiden Größen werden ihrerseits dazu veranlaßt, daß sie auf einen elektrischen Meßstromkreis so wirken, daß darin ein elektrischer Differentialeffekt erzeugt wird, der das Verhalten des unter der Beanspruchung stehenden Prüflings relativ zu dem gleichzeitig der gleichen Beanspruchung unterworfenen Normal anzeigt. Der Differentialwert wird angezeigt oder aufgezeichnet in Wechselbeziehung zu der dazugehörigen Beanspruchung und als ein Maß der zu bestimmenden mechanischen Qualitäten genommen. Der Prüfling und das Normal sind, wenn unter Beanspruchungen, in Reihe miteinander verbunden, und die dazugehörigen elektrischen Übertragungs- oder Meßmittel liegen in entgegengesetzten Abschnitten des Meßkreises, so daß sie in Hinsicht auf die daraus resultierende Wirkung auf den Differential- oder Nullzweig des Meßkreises einander entgegengesetzt wirken. According to the invention, in one of the basic aspects of the The test item is firmly connected to a standard piece, and both become one at the same time subject to changing stresses during tension or deformation, caused by the stress in the two stressed bodies, by electrical measuring devices into two corresponding electrical quantities, e.g. B. Impedance or voltage quantities is transmitted. These two quantities will in turn caused that they act on an electrical measuring circuit so that therein an electrical differential effect is created which affects the behavior of the under the The load under test is relative to that of the same load at the same time indicates subject normal. The differential value is displayed or recorded in correlation to the associated stress and as a measure of the to be determined mechanical qualities. The test item and the standard are, if under stress, connected in series, and the associated electrical transmission or measuring means are in opposite sections of the measuring circle so that they with regard to the resulting effect on the differential or zero branch of the measuring circuit act in opposite directions.

Das Normal ist unter Berücksichtigung der beabsichtigten Höchstbeanspruchung konstruiert, so daß während des ganzen Prüfvorganges seine Spannung innerhalb der elastischen Grenze bleibt. Daher bleibt unter linearen fortschreitenden Beanspruchungsgrößen die Deformierung des Normals auch linear. Dies erreicht man entweder durch Auswahl eines besonders guten Materials als Normal oder durch die Konstruktion eines solchen Stückes mit genügend großen Abmessungen oder durch die Inanspruchnahme beider Möglichkeiten. The normal is taking into account the intended maximum stress constructed so that its voltage within the elastic limit remains. Hence it remains under linear progressive stress quantities the deformation of the normal also linear. This can be achieved either by selection of a particularly good material as normal or through the construction of such Piece with sufficiently large dimensions or by making use of both options.

Wenn der Prüfling einwandfrei ist und die Beansprudlung unterhalb der Fließgrenze des Prüflings gehalten wird, ändert sic'h seine Spannung gemäß einer linearen Funktion. Daher besteht keine oder nur eine sehr geringe nicht proportionale Deformierung, so daß der Meßstromkreis keine Störung des vorherigen ausgeglichenen Zustandes zeigt. Mit anderen Worten, gibt das Anzeigegerät nach der eigentlichen anfänglichen Einstellung des Meßikreises keinen Unterschiedeffekt an. Dieses Fehlen einer Anzeige offenbart den einwandfreien Zustand des Prüflings, so daß der Beohachter es für den beabsichtigten Zweck weitergeben kann. If the test specimen is flawless and the exposure is below the yield point of the test specimen is maintained, its stress changes according to a linear function. Hence, there is little or no disproportionate Deformation so that the measuring circuit does not disturb the previous balanced Shows the state. In other words, the display device gives after the actual initial setting of the measuring circle does not show any difference effect. This lack of it a display reveals the perfect condition of the test item, so that the observer can pass it on for the intended purpose.

Andererseits ergibt sich bei jedem Sprung, Riß oder einem anderen Fehler des Prüflings eine nicht proportionale Deformierung, die bei Beanspruchungswerten liegt, wo ein einwandfreier Prüfling keinen solc'hen Effekt zeigt. Daher wird nunmehr ein Unterschiedswert angezeigt, woraus hervorgeht, daß der Prüfling fehlerhaft ist.On the other hand, there is a crack, crack or another with every crack Failure of the test specimen a disproportionate deformation, the stress values lies where a faultless test specimen does not show such an effect. Hence now a difference value is displayed, from which it can be seen that the device under test is faulty.

Es ist zu beachten, daß das Normal, solange die vorhergehende Bedingung erfüllt bleibt, länger oder kürzer, dicker oder dünner als der Prüfling sein kann. Während diese Dimensionen hinsichtlich Meßempfindlichkeit wichtig sind, können sie innerhalb weiter Grenzen verändert werden, ohne den oben angeführten grundsätzlichen Vorgang zu beeinflussen. Allerdings ist bei einer anderen Art der Erfindung das Normal aus dem gleichen Material hergestellt wie der Prüfling oder aus einem Material, das dem ähnlic'h ist, und wobei ihm die gleiche Länge, jedoch ein unterschiedlicher, möiglichst größerer Querschnitt gegeben wird. Dies hat den Vorteil, daß Änderungen der Raumtemperatur, die hinsichtlich Dehnung als Zug- oder Druckbeanspruchung auf das Material wirken, die Ausdehnung beider Körper gleich beeinflussen und so hinsichtlich ihres Einflusses auf die Null-Eichung des Meßstrom'kreises und des Anzeige- oder Aufzeichniingsge rätes ausgeglichen werden. It should be noted that the normal as long as the previous condition remains fulfilled, longer or shorter, thicker or thinner than the test object can be. While these dimensions are important in terms of measurement sensitivity, they can can be changed within wide limits without the above-mentioned fundamental ones To influence the process. However, in another type of invention that is Normally made from the same material as the test item or from a material which is similar to it, and where it has the same length, but a different, Larger cross-section as possible is given. This has the advantage that changes the room temperature, which in terms of elongation as tensile or compressive stress affect the material, affect the expansion of both bodies equally and so with regard to their influence on the zero calibration of the measuring circuit and the display or Recording equipment should be compensated.

Die Erfindung wird deutlich'er gemacht durch eine Beschreibung der in den Zeichnungen abgebildeten Art, bei der Fig. I die Anordnung des Prüflings und des Normalstückes in einer Prüfvorrichtung gemäß der Erfindung zeigt, Fig. 2 den im wesentlichen vollständigen mechanischen Teil der eigentlichen Prüfvorrichtung zeigt, Fig. 3 eine schematische Zeichnung der elektrischen Stromkreismittel zum Betrieb der Vorrichtung und zur Erzeugung von Beanspruchungs-Spannungsmessungen ist, während Fig. 4, 5 und 6 zur Erläuterung dienen und drei verschiedene Beanspruchungs-Spannungs-Diagramme des mit einer Prüfvorrichtung gemäß Fig. I bis 3 erzielbaren Typs zeigen. The invention is made clearer by a description of FIG Type shown in the drawings, in Fig. I the arrangement of the test specimen and the standard part in a test device according to the invention, FIG. 2 the essentially complete mechanical part of the actual test device Fig. 3 shows a schematic drawing of the electrical circuit means for Operation of the apparatus and for generating stress-voltage measurements 4, 5 and 6 are illustrative and three different stress-voltage diagrams of the type achievable with a test device according to FIGS.

Wenn man sich zunäc'hst auf Fig. I und 2 bezieht, ist die Ziffer I die Grundstruktur einer Vorrichtung zur Prüfung eines stangenförmigen Prüf- lings hinsichtlich seiner mechanischen Qualität, indem man ihn einer Zugbeanspruchung unterwirft. If one first refers to Figs. I and 2, the number is I the basic structure of a device for testing a rod-shaped test lings in terms of its mechanical quality by subjecting it to tensile stress subject.

Auf dem Unterteil 1 wird ein starrer Rahmen 2 montiert. Eine Verankerungsglied 3 ist ebenfalls auf dem LTnterteil montiert und trägt ein Gewinde endstück 4. Ein ähnliches Endstück oder Halter 5 ist an einer Speiseschnecke 6 montiert, die durch eine Offnung in dem Oberteil 7 des Rahmens 2 läuft und mit einer schweren Mutter 8 verbunden ist. Die Mutter ist mit einem Schneckenrad 9 versehnen, das rundherum auf einer Lagerfläche des Oberteils 7 ruht und mit einer Schnecke 10 im Eingriff steht, deren Welle II in den Vorsprüngen 12 des Oberteils 7 auf Zapfen gelagert ist. Eine Umdrehung der Sehneekenwelle 11 verursacht, daß das Sehneckengetriebe die Mutter 8 dreht und die Welle 6 mit dem Halter 5 hebt oder senkt, damit auf die eigentliche Prüfanordnung eine Beanspruchung ausgeübt wird, wie aus dem Folgenden klar hervorgeht.A rigid frame 2 is mounted on the lower part 1. An anchor link 3 is also mounted on the L base and has a threaded end piece 4. A Similar end piece or holder 5 is mounted on a feed screw 6 which passes through an opening in the upper part 7 of the frame 2 runs and with a heavy nut 8 is connected. The mother is braced with a worm gear 9 that goes all around rests on a bearing surface of the upper part 7 and engages with a worm 10 stands, the shaft II mounted in the projections 12 of the upper part 7 on pins is. One rotation of the tendon shaft 11 causes the tendon gear the nut 8 rotates and the shaft 6 with the holder 5 raises or lowers so that on the actual test arrangement a load is exerted, as shown in the following is clear.

Der Prüfling X hat eine längliche Form. Seine Enden sind mit einem Gewinde versehen, wobei das eine Ende in dem Verankerungshalter 4 eingeschraubt ist. Das andere Ende ist in ein mit einem inneren Gewinde versehenes Verbindungsstück geschraubt. Ein Normal stück S, auch von länglicher Form und an den Enden mit Gewinde versehen, wird ebenfalls durch das Verbindungsstück 13 fest verbunden und in den Halter 5 geschraubt. Als Ergebnis sind die beiden Körper X und S miteinander fest in einer Reihe verbunden. The test item X has an elongated shape. Its ends are with one Provided thread, one end screwed into the anchoring holder 4 is. The other end is into an internally threaded connector screwed. A normal piece S, also of elongated shape and threaded at the ends provided, is also firmly connected by the connector 13 and in the Holder 5 screwed. As a result, the two bodies X and S are fixed to each other connected in a row.

Folglich wird, wenn die Schneckenwelle II, wie erwähnt, sich dreht, die Anordnung von X und S beansprucht, z. B. durch Zug. Die Beanspruchung wirkt zugleich und im gleichen Maße auf die beiden in Reihe miteinander verbundenen Körper.Consequently, when the worm shaft II rotates as mentioned, claims the arrangement of X and S, e.g. B. by train. The stress works at the same time and to the same extent on the two bodies connected in series.

In einem der vorerwähnten Hinblicke der Erfindung bestehen die Körper X und S aus ähnlichem Material und haben gleiche Länge, während der Querschnitt des Normals größer ist, z. B. zweimal so lang wie der des Prüflings S. Da die durch Temperatur verursachte Ausdehnung hei den meisten Profilmetallen im wesentlichen gleich ist, kann auch irgendein anderes Material als Normal gewählt werden, insbesondere ein Material mit einer hohen Fließgrenze, damit eine proportionale Deformierung des Normals den ganzen Beanspruchungsbereich hindurch, der für die Prüfung in Frage kommt, gewährleistet ist. In one of the aforementioned aspects of the invention, there are bodies X and S are made of similar material and have the same length, while the cross-section of the normal is greater, e.g. B. twice as long as that of the examinee S. Since the through Temperature caused expansion in most profile metals essentially is the same, any material other than normal can also be selected, in particular a material with a high yield point, thus a proportional deformation of the standard throughout the stress range in question for the test comes, is guaranteed.

Wie in Fig. I gezeigt, wird eine auf Beanspruchung ansprec'hende elektrische Einrichtung an jedem der Körper X und S befestigt. Jede dieser Einrichtungen, wie in der abgebildeten Art, enthält einen Körper 20 Ibzw. 30 mit magnetischem Kern, der auf einem Halter 21 oder 3I montiert ist, der an dem Prüfling tbzw. dem Normal sitzt und einen Meßpunkt 22 oder 32 hat, wobei der fest gegen den Körper X oder Y ruht, damit keine Bewegung relativ zu dem durch den Meßpunkt berührten Punkt erfolgt. Eine Induktionsspule 23 oder 33 wird an dem Kern 20 bzw. 30 montiert. Die Klemmen der Spule 23 sind durch A und B bezeichnet und die Klemme der Spule 33 durch B und C. Ein mechanischer Anker 24, auf einem Halter 25 montiert, ist mit dem Prüfling X verbunden, wobei ein Meßpunkt 26 einen festgelegten Bezugspunkt zwischen dem Anker und dem Prüfling gewährleisten. Der Anker 24 liegt gegenüber den Polen des Kernes 20 mit einem Luftzwischenraum DX dazwischen. As shown in Fig. I, a stress responsive electrical device attached to each of the bodies X and S. Each of these facilities, as in the type shown, contains a body 20 Ibzw. 30 with magnetic core, which is mounted on a holder 21 or 3I, which tbzw on the test object. the normal sits and has a measuring point 22 or 32, which is firmly against the body X or Y is at rest so that there is no movement relative to the point touched by the measuring point. An induction coil 23 or 33 is mounted on the core 20 or 30, respectively. The clamps of coil 23 are indicated by A and B and the terminal of coil 33 by B and C. A mechanical armature 24, mounted on a holder 25, is with the device under test X connected, with a measuring point 26 being a fixed reference point between the armature and ensure the test item. The armature 24 lies opposite the poles of the core 20 with an air gap DX in between.

Wenn der Prüfling X seine Länge zwischen den Kantenpunkten hei 22 und 26 infolge der Prüfbeanspruchung ändert, ändert sich der Zwischenraum DX im gleichen Maße. Als Ergebnis ändert sich die induktive Impedanz der Spule 23 dementsprechend.If the test object X is its length between the edge points is 22 and 26 changes as a result of the test stress, the space DX im changes same dimensions. As a result, the inductive impedance of the coil 23 changes accordingly.

Eine ähnliche Ankeranordnung, die aus den Teilen 34, 35 und 36 besteht, beste'ht bei dem NormalS und schließt einen LuftzwischenraumDS ein, der sich gemäß den Längenänderurßgen des Normals ändert, wodurch die Spule ihre Impedanz entsprechend ändert. A similar anchor assembly consisting of parts 34, 35 and 36 exists in the normal S and includes an air gap DS, which is in accordance with changes the length of the normal, causing the coil to adjust its impedance accordingly changes.

In Fig. 3 sind die Teile 6, 9, Io, 1 1 der eigentlichen Vorrichtung in ihrer wechselseitigen Beziehung zu den Spulen 23 und 33 und ihren entsprechenden Klemmen A, B und C, D, wie für den Prüf- und Meßvorgang erforderlich, ersichtlich. In Fig. 3, the parts 6, 9, Io, 1 1 of the actual device in their mutual relationship with coils 23 and 33 and their respective ones Terminals A, B and C, D, as required for the testing and measuring process, can be seen.

Die Schneckenwelle II wird durch einen Antrieb betätigt, der hier durch den Motor 40 schematisch abgebildet ist, der von einer Spannungsquelle 4I, z. B. einer Wechselstromleitung, über die Zuführungen 42 und 43, die einen Steuerrheostat 44 einschließen, gespeist wird.The worm shaft II is operated by a drive, which is shown here is shown schematically by the motor 40, which is supplied by a voltage source 4I, z. B. an alternating current line, via the leads 42 and 43, which have a control rheostat 44 include, is fed.

Eine Aufzeichnungsein'nchtung 50 ist für die Anzeige und Aufzeichnung der zu bestimmenden BeanspruchungspannungsCharakteristik des Prüflings geschaffen. Der Schreiber'hat eine Registriertrommel 5I, die auf einer Welle 52 montiert ist. Ein Aufzeichnungsstift 53 wird durch einen Halter 54 getragen, der auf einer Schnecke 55 sitzt, damit der Stift 53 entlang der Trommel 51 seitwärts bewegt wird, wenn die Welle 55 sich entsprechend dreht. Die Trommel 51 dient zum Transport oder zur Unterbringung einer Registriertabelle oder eines Registrierstreifens und des Stiftes, der die Aufzeichnungsmarken auf der Tabelle erzeugt. Allerdings sind die beweglichen Sc'hreiberteile 5I und 53 untätig, d. h. sie bewirken keine Aufzeichnung durch bloßes Erfolgen ihrer entsprechenden Bewegung. Um eine AufzeichnungsZmarke zu erzeugen, erfolgt eine getrennte Erregung durch einen elektrischen Steuerstromkreis 60. Es gibt verschiedene Wege, einen Schreiber in dieser Weise zu betätigen, z. B. kann man einen Tintenstift benutzen, dessen Tintennachlauf durch den erregenden Steuerstromkreis gesteuert wird, so daß Tinte nur in dem Augenblick fließt, wo ein Steuerimpuls erfolgt. Ein anderer Weg ist, ein stromempfindliches Aufzeichnungspapier elektrolytischer Art zu benutzen und die Trommel 5I und den Stift 53 als Elektroden zu konstruieren, die den Erregungsstrom durch das Papier in dem geeigneten Momentthindurchsclh,icken. A recording device 50 is for display and recording the stress voltage characteristics of the test object to be determined. The recorder has a recording drum 5I which is mounted on a shaft 52. A recording pen 53 is carried by a holder 54 which is on a scroll 55 sits so that the pin 53 is moved sideways along the drum 51 when the shaft 55 rotates accordingly. The drum 51 is used for transport or to Accommodation of a registration table or a registration strip and the pen, which generates the recording marks on the table. However, they are movable Sc'hreiberteile 5I and 53 inactive, d. H. they effect no record by bare Successes of their corresponding movement. To create a recording Z mark, there is a separate excitation by an electrical control circuit 60. It are several ways of operating a pen in this way, e.g. B. can you can use an ink pen whose ink continues to flow through the energizing control circuit is controlled so that ink flows only at the moment when a control pulse is given. Another way is to use a current-sensitive electrolytic recording paper Art to use and construct the drum 5I and the pin 53 as electrodes, which read the excitation current through the paper at the appropriate moment.

Zu diesem Zweck sind, wie in Fig. 3 gezeigt, die Trommel 5 I und der Stift 53 Uin dem Steuerstromkreis 60 in Serie geschaltet. Ein ähnlicher Aufzeichnungseffekt kann auch dadurch erreicht werden, daß man von den Elektroden her eine Durchschlagsentladung durch entsprec'hendes Registrierpapier schickt.For this purpose, as shown in Fig. 3, the drum 5 I and the Pin 53 U in the control circuit 60 connected in series. A similar recording effect can also be achieved thereby be that one of the electrodes sends a breakthrough discharge through the corresponding recording paper.

Die mit Gewinde versehene Stiftwelle 55 ist durch eine Kupplung, die durch einen Riementrieb 56 dargestellt ist, mit dem Antrieb 40 der Schnecke II verbunden. Als Ergebnis wird der Stift 53 gemäß der Bewegung der Marchinenwelle 6 bewegt. The threaded pin shaft 55 is connected by a coupling, which is represented by a belt drive 56, with the drive 40 of the worm II connected. As a result, the pin 53 becomes in accordance with the movement of the marchine shaft 6 moves.

Folglich ist die Lage und Verschiebung des Stiftes entlang der Aufzeichnungstrommel 5I proportional zu der Verlagerung des Halters 5 (Fig. 1 und 2) und zeigt so die Beanspruchung, der die Normalstüclk-Prüfling-Anordnung unterworfen wurde, an.Hence the position and displacement of the pen along the recording drum 5I proportional to the displacement of the holder 5 (Fig. 1 and 2) and thus shows the Load to which the normal part-test specimen arrangement was subjected.

Die Spulen 23 und 33 der veränderbaren Induktionseinrichtungen sind miteinander in einer ausgleichbaren Brückenschaltung verbunden, dessen diagonaler oder Nulleiter 70 die Spule 7I eines Relais einschließt. Das Relais hat ein bewegliches Kontaktglied 72, das so angeordnet ist, daß es mit zwei Paaren fester Kontakte 73 und 75 zusammenarbeitet. Solange ein unausgeglichener Strom durc'h den Nulleiter fließt, wird das Glied 72 durch die Relaisspule 71 angezogen. In dem Augenblick des Ausgleichs in dem Nulleiter senkt sich das bewegliche Glied zeitweise und berührt den Kontakt 74. The coils 23 and 33 of the variable induction devices are connected to each other in an equalizable bridge circuit, its diagonal or neutral 70 includes coil 7I of a relay. The relay has a moving one Contact member 72 which is arranged to be connected to two pairs of fixed contacts 73 and 75 collaborates. As long as an unbalanced current through the neutral conductor flows, the member 72 is attracted by the relay coil 71. At this moment of the balance in the neutral, the movable member temporarily descends and touches contact 74.

Ein Rheostat 80 bildet einen Teil der Meßschaltung und hat einen Widerstand 8I, der zwischen die Spulen 23 und 33 geschaltet und durch einen Gleitkontakt 82 angezapft wird, der eine Klemme des Nulleiters 70 bildet. Der Widerstand 8I ist kreisförmig und der Kontakt 82 drehbar. Eine Welle, die durch einen Punkt und Strichlinie 83 bezeichnet ist, wird mit dem Gleitkontakt 82 und auch mit der Welle 52 der Registriertrommel 51 verbunden. Die Welle 83 wird durch einen Motor 84 betrieben, der von der Stromquelle4I über einen Regulierr'heostat 85 gespeist wird, damit seine Geschwindigkeit ausgeglichen wird. Die Stromquelle wird auch durch die Zuleitungen 86 mit dem MeR-stromkreis verbunden, um den letzteren zu speisen. A rheostat 80 forms part of the measuring circuit and has one Resistor 8I connected between coils 23 and 33 and through a sliding contact 82, which forms a terminal of the neutral conductor 70. Resistance 8I is circular and the contact 82 rotatable. A wave marked by a dot and dash line 83 is designated, is with the sliding contact 82 and also with the shaft 52 of the registration drum 51 connected. The shaft 83 is operated by a motor 84 which is supplied by the power source 4I is fed via a regulating rheostat 85, so that its speed is balanced will. The power source is also connected to the MeR circuit through the leads 86 connected to feed the latter.

Das Relaisglied 72 und die festen Relaiskontakte 73 und 74 sind mit dem Steuerstromkreis 60 und mit einer damit in Verbindung stehenden Entladungsschaltung, die eine Spannungsquelle 75, einen Widerstand 76 und einen Kondensator 77 oder eine andere ähnliche energiespeichernde Einrichtung einwschließt, verbunden. Wenn die Kontakte 73 durch das Glied 72 berührt werden, wie in Fig. 3 gezeigt, wird die Quelle 75 über den Widerstand 76 mit dem Kondensator 77 verbunden und lädt den letzteren auf. Sobald die Umschaltung des Gliedes 72 zu den Kontakten 74 erfolgt, wird die Quelle 75 getrennt, während der aufgeladene Kondensator 77 in den eigentlichen Steuerstromkreis gesetzt wird und sich selbst sofort durch die Registrierteile 51 und 53 und die Registriertabelle zwischen den Teilen entlädt, wodurch auf der Tabelle eine Marke gezeichnet wird. The relay member 72 and the fixed relay contacts 73 and 74 are with the control circuit 60 and a discharge circuit connected therewith, the a voltage source 75, a resistor 76 and a capacitor 77 or a other similar energy storage device includes connected. If the Contacts 73 touched by member 72, as shown in Figure 3, becomes the source 75 is connected to the capacitor 77 via the resistor 76 and charges the latter on. As soon as the switching of the member 72 to the contacts 74 takes place, the Source 75 disconnected, while the charged capacitor 77 is in the actual control circuit is set and itself immediately through the registration parts 51 and 53 and the Register table unloads between the parts, creating a mark on the table is drawn.

Der Rheostat 80 'hat einen Widerstandsbereich, groß genug, um das Ausgleichsvefhältnis der Brückenschaltung einzuschließen. Das heißt, der bewegliche Anzapfkontakt 82 läuft irgendwo auf seiner Rundlwegung durch einen Punkt, wo der Effekt der beiden Spulen 23 und 33 auf die Diagonale 70 und die Relaisspule 71 im Ausgleich sind, so daß das Relais für einen Augenblick wieder nicht betätigt wird und verursacht, daß sein bewegliches Glied 72 den Kondensator 77 über die Kontakte 74 und den Steuerstrom'kreis 60 durch den SC'hreil)er 50 entlädt. Als Ergebnis wird auf dem Registrierstreifen auf der Trommel 51 ein Zeichnen' erzeugt. Da die Impedanzwerte der Spulen 23 und 33 sich gemäß der Spannung oder Deformierung des Prüflings X und des Normals S ändern, zeigt die P'hasenlage des Kontaktes 32 bei dem Widerstand 8I im Augenblick des Ausgleiches die Beanspruchung oder Deformierung von X bzw. The 80 'rheostat has a resistance range large enough to accommodate the Include compensation ratio of the bridge circuit. That is, the movable one Tapping contact 82 runs somewhere on its circular route through a point where the Effect of the two coils 23 and 33 on the diagonal 70 and the relay coil 71 in the Are equalization, so that the relay is not actuated again for a moment and causes its movable member 72 to pass the capacitor 77 through the contacts 74 and the control circuit 60 through the SC'hreil) er 50 discharges. As a result, will a drawing 'is generated on the recording strip on the drum 51. Since the impedance values of the coils 23 and 33 vary according to the tension or deformation of the test specimen X and of the normal S change, shows the phase position of the contact 32 at the resistance 8I the stress or deformation of X resp.

S im Verhältnis zueinander an. Wegen des synchronen Antriehes des Kontaktes 82 und Registriertrommel 51 zeigt die Umdrehung der Trommel im Ausgleichsaugenblick ebenfalls den unterschiedlichen Spannungswert an. Daher stellt der Ort des in dem gleichen Augenklic'k auf der Tabelle erzeugten Aufzeichnungspunktes die so erhaltene Unterschiedsspannung oder Deformierung an. Da weiterhin der Stift bei dieser Bewegung auf seinem linearen Wege eine Lage einnimmt, der der dann erfolgten Beanspruchung von ,Y - S, wie an einer früheren Stelle erklärt, entspricht, zeigt die Registriermarke durch ihre Koordinaten einen Punkt der zu bestimmenden Beanspruchungs-Spannungs-Charakteristik an.S in relation to each other. Because of the synchronous drive of the Contact 82 and recording drum 51 shows the rotation of the drum at the moment of balance also shows the different voltage value. Hence the place of the in that the same eye click on the table generated the recording point obtained in this way Voltage difference or deformation. The pen continues with this movement assumes a position on its linear path, that of the subsequent stress from, Y - S, as explained earlier, shows the registration mark a point of the stress-stress characteristic to be determined by its coordinates at.

Wenn der Kontakt 82 und die Trommel 51 eine zweite Periode vollenden, während die Lage des Stiftes 53 gemäß der sich ändernden Beanspruchung wechselt, wird auf der Tabelle ein zweiter Punkt gezeichnet und so fort, bis eine komplette Kurve Beanspruchung/Spannung, so wie 57 in Fig. 3, erzeugt ist. Die Geschwindigkeit des Antriebsmotors 84 kann innerhalb weiter Grenzen eingestellt werden, und es gibt keine besonderen Anforderungen 'hinsichtlich der Konstantheit der Geschwindigkeit. Als Tatsache kann sich die Geschwindigkeit ändern, oder die Perioden können nacheinander in unregelmäßigen Abständen erfolgend wenn es gewünscht wird. Gleicherweise kann der die Belastung erzeugende Motor 40 bei jeder ,beliebigen Geschwindigkeit betrieben werden. Als Regel ist allerdings vorzuziehen, daß Motoren 40 und 48 dauernd mit einer im wesentlichen konstanten Geschwindigkeit laufen, während die Prüfung erfolgt. When contact 82 and drum 51 complete a second period, while the position of the pin 53 changes according to the changing stress, a second point is drawn on the table and so on until a complete The stress / stress curve, such as 57 in FIG. 3, is generated. The speed of the drive motor 84 can be adjusted within wide limits, and there are no special requirements' with regard to the constant speed. As a fact, the speed can change, or the periods can be sequential at irregular intervals if required. Likewise can the load generating motor 40 is operated at any speed will. As a rule, however, it is preferable to keep motors 40 and 48 on all the time run at a substantially constant speed while the test is in progress.

Es ist wesentlich, daß das durch das obige Gerät erfolgte Meßverfahren nicht die Spannungswerte direkt mißt, sondern die Spannung als eine Differentialwirkung angil)t. Daher werden kleine Änderungen in der Spannung mit beträchtlich größerer Genauikkeit gemessen, als wenn man den vollen Spannungswert mißt. Auch die Tatsache, daß der Differentialwert lieher elektrisch in einer ausgleichbaren Meßschaltung als in mechanischen Vorrichtungen umgeformt wird, trägt wesentlich zu der Genauigkeit und Verläßlichkeit dieses Verfahrens bei. Daß ein Meßapparat gemäß dieser Erfindung auf Wechsel der Raumtemperatur leicht unempfindlich gemacht werden kann, ist an einer früheren Stelle erklärt worden. It is essential that the measuring method performed by the above apparatus does not measure the stress values directly, but rather the stress as a differential action angil) t. Hence, small changes in voltage become considerably larger with them Accuracy measured as if one were measuring the full voltage value. Also the fact that the differential value borrowed electrically in a compensatable measuring circuit than is formed in mechanical devices, contributes significantly to the accuracy and reliability of this process. That a measuring apparatus according to this invention to change the room temperature easily be made insensitive can, has been explained at an earlier point.

Die Empfindlichkeit des Meßverfahrens kann innerhalb weiter Grenzen durch eine entsprechende Auswahl des Normals S relativ zum Prüfling X eingestellt werden. Das Normal kann dem Prüfling hinsichtlich Festigkeit und Abmessungen ungefähr gleich sein. oder es kann kleiner oder größer sein, je nach den Erfordernissen der beabsichtigten Prüfung. Mit anderen Worten und in bezug auf Zugbeanspruchungsversuche kann die Ausdehnung des Normals unter gleicher Beanspruchung ungefähr der des Prüflings gleich oder noch besser geringer sein. Eine stärkere Ausdehnung des Normals ist in der Regel weniger erwünscht. Eine günstige Wahl für die meisten Fälle ist, dem Normal und dem Prüfling eine im wesentlichen gleiche Länge zu geben und den Querschnitt des Normals größer zu halten, um zu verhindern, daß es außerhalh der Fließgrenze I,eansprucht wird. The sensitivity of the measuring method can be within wide limits set by a corresponding selection of the standard S relative to the test object X. will. The standard can be approximated to the test specimen in terms of strength and dimensions be equal. or it can be smaller or larger, depending on the needs of the intended examination. In other words and in relation to tensile tests the expansion of the standard under the same load can be approximately that of the test object be the same or even better lower. A greater expansion of the normal is usually less desirable. A cheap choice for most cases is that To give the normal and the test specimen an essentially equal length and cross-section of the normal to keep it larger in order to prevent it from being outside the yield point I, is claimed.

Wenn man einen Prüfvorgang beginnt und nachdem man l'rüfling und Normal und die dazugehö rigen elektrischen Spannungsmeßvorrichtungen montiert hat, wird die Belastung zunächst von Null auf einen Wert verändert, der weit unter dem Ueanspruchunbsmasimum, das in Frage kommt, liegt, z. ». einige wenige Prozente von ihm. Die Deformierung des Prüflings bei dieser langsamen Anfangsbeanspruchung liegt bestimmt innerhalb der Zone der Proportionalität. Daher zeigt das Anzeige- oder das Aufzeichnungsgerät vermutlich Null an. Wenn dies infolge irgendeines Spieles im Mechanismus nicht der Fall ist, sollte eine Nulleinstellung vorgenommen werden. Zu diesem Zweck ist ein Eichglied, z. B. ein Widerstand 6i (Fig. 3), in der bleßschaltung vorgesehen: Nach der Nulleichung wird die eigentliche Prüfung durch allmähliches Größerwerden der Belastung auf einen Maximumwert vorgenommen. Für laufende Produktionsprüfungen wird dieser Maximumwert unterhalb der Fließgrenze eines einwandfreien Prüflings gehalten, folglic'h bleibt der Anzeigewert bei Null, wenn der Prüfling einwandfrei ist. Da dem Prüfling kein Schaden zugefügt wird, bleibt er im gebrauchsfähigen Zustand. Ein fehlerhafter Prüfling zeigt allerdings eine bleibende Deformierung und verursacht daher, daß das Instrument einen anderen Wert angibt. Je nach der Größe dieses Wertes wird der Prüfling abgelehnt werden mussen. When you start a test process and after you have checked and Normal and has installed the associated electrical voltage measuring devices, the load is initially changed from zero to a value that is far below the Uefspruchunbsmasimum that comes into question is, z. ». a few percent of him. The deformation of the test specimen is due to this slow initial load determined within the zone of proportionality. Therefore the display shows or the recorder will probably show zero. If this is the result of some game is not the case in the mechanism, a zero adjustment should be made. For this purpose a calibration member, e.g. B. a resistor 6i (Fig. 3), in the bleß circuit provided: After the zero equation, the actual test is carried out gradually The load is increased to a maximum value. For ongoing production tests this maximum value becomes below the yield point of a faultless test specimen held, consequently the display value remains at zero if the test item is perfect is. Since no damage is done to the test item, it remains in a usable condition. A defective test item, however, shows permanent deformation and causes hence the instrument gives a different value. Depending on the size of this value the examinee will have to be rejected.

Wenn man die hlaschine zur Prüfung eines Prüflings durch Prüfung mit Beschädigungbraucht, wird die Beallsprucllung oberhalb der Fließgrenze des Prüflings vergrößert, ohne die Fließgrenze des Normals zu ül)erschreiten. Dann zeigen die Instrumente die bleibende Deformierung des Prüflings oder hesser den Unterselliedswert der permanenten und proportionalen Deformierung an und ergeben so eine hohe Genauigkeit auch für diese Art von Versuchen. When one uses the machine to test a test item by testing used with damage, the exposure is above the flow limit of the test specimen increased without exceeding the flow limit of the standard. Then they show Instruments the permanent deformation of the test object or better the difference value permanent and proportional deformation and thus result in a high level of accuracy also for this type of experiment.

Die NIaschine ermöglicht auch die Aufzeichnung von Beanspruchungs-Spannungs-Hystereseschleifen. The NImachine also enables the recording of stress-voltage hysteresis loops.

Zu diesem Zweck wird die Belastung zuerst auf einen Maximumwert innerhalb des Bereiches der bleibenden Deformierung des Prüflings vergrößert und dann auf den Anfangswert reduziert. Die so erhaltenen Kurven auf dem Registrierblatt sind von der durch die Fig. 4 und 5 dargestellten Form.For this purpose the load is first to a maximum value within of the area of permanent deformation of the test specimen is enlarged and then on reduced the initial value. The curves thus obtained on the recording sheet are of the form shown in Figs.

Gemäß Fig. 4 wird die Beanspruchung zuerst von Null auf ein Maximums erhöht. Während dieser Periode vergrößert sich die Differentialausdehnung (oder Deformierung), die durch den Schreiber angezeigt wurde, von E auf G entlang des unteren Teiles der Kurve C. Dann wird die Beanspruchung auf Null reduziert. Während dieser Umkehrperiode sin'kt die Differentialausdehnung von G auf F entlang des oberen Zweiges der Kurve C. Der Abstand GH in dem Diagramm zeigt die nicht proportionale Differentialausdehnung bei dem maximalen Werts der Beanspruchung an. According to Fig. 4, the stress first goes from zero to a maximum elevated. During this period the differential expansion (or Deformation) indicated by the scribe, from E to G along the lower part of curve C. Then the stress is reduced to zero. While During this period of reversal, the differential expansion from G to F decreases along the upper one Branch of curve C. The distance GH in the diagram shows the non-proportional Differential expansion at the maximum value of the stress.

Der Alstand EF ist ein Maß der übrigbleibenden .-\usde'hnung am Ende der Prüfung. Das beschattete Gel)iet innerhalb der Schleife stellt die Hysterese des Materials dar, d.'h. die in dem Prüfling verbrauchte Arbeit zur Erzeugung der bleibenden Deformierung.The Alstand EF is a measure of the remaining knowledge at the end The examination. The shaded gel) iet within the loop represents the hysteresis of the material, i.e. the work consumed in the test item to generate the permanent deformation.

Fig. 5 zeigt ein ähnliches Diagramm. Die Punkte E', F', G' und H' der Kurve C' entsprechen in ihrer Bedeutung den Pun'kten E, F, G und H der Kurve C in Fig. 4. Allerdings beginnt bei dem unteren Zweig der Kurve C' ihr linearer Teil bei einer Abschrägung und gegen die Abszisse. Eine Hysteresecharakteristik dieses Typs erhält man, wenn das Normal eine unterschiedliche Festigkeit von der des Prüflings hat, wobei der Winkel diese Differenz anzeigt und ein Maß dafür ist. Fig. 5 shows a similar diagram. The points E ', F', G 'and H' the meaning of the curve C 'corresponds to the points E, F, G and H of the curve C in Fig. 4. However, its linear begins at the lower branch of curve C ' Part at a bevel and against the abscissa. A hysteresis characteristic This type is obtained when the standard has a different strength from the standard of the test object, where the angle shows this difference and is a measure of it.

Die sog. Absetz- (Offset-) Methode zur Bestimmung der Fließfestigkeit eines Materials ist ähnlich anwendbar. Zu diesem Zweck wird die Beanspruchung allmählich gemäß Fig. 6 vom Nullpunkt O oder einem niedrigen Anfangswert bis zum Wert L in dem Fließbereich des Prüflings vergrößert. Die registrierte Kurve erreicht dann einen Punkt K. Durch Konstruktion, d. h. durch Zeichnung einer Linie KN parallel zu dem anfänglich linearen Teil der Kurve d erhält man den Abstand IK oder ON als ein Maß des Absetzens, das die Grenzfestigkeit darstellt (s. »Standard Definition of Terms Relating to Testing«, A. S. T. M., Designation E 6-36, page 779, under »Offset methods« [Standard Definierung von Ausdrücken für Prüfungen, Bezeichnung E 6-36, S. 779, unter Offsetmethode]). Es wird allerdings daran erinnert, daß die registrierten Werte Unterschiedswerte sind und daher eine viel größere Genauigkeit haben, als man durch die bisherigen Vorgänge erzielen konnte. The so-called settling (offset) method for determining the flow strength of a material is similarly applicable. For this purpose, the stress becomes gradual 6 from the zero point O or a low initial value to the value L in the flow area of the test specimen is increased. The registered curve then reaches a point K. By construction, d. H. by drawing a line KN parallel to the initially linear part of curve d one obtains the distance IK or ON as a measure of settling that represents the limit strength (see »Standard Definition of Terms Relating to Testing ", A. S. T. M., Designation E 6-36, page 779, under »Offset methods« [standard definition of expressions for tests, designation E 6-36, p. 779, under offset method]). It is remembered, however, that the registered values are difference values and therefore have a much greater accuracy than what could be achieved through previous operations.

Während im einzelnen das Verfahren für die Durchführung von Dehnungsprüfungen beschrieben wurde, ist es den Fachleuten klar, daß die gleichen Prinzipien und Vorrichtungen auch bei Druck, Verdrehungs- und Erschütterungsversuchen angewandt werden können, wobei der einzige Unterschied zwischen diesen unterschiedlichen Anwendungszwecken im wesentlichen in der Weise der Anwendung der Beanspruchung auf die Prüfling-Normalstück-Anordnung liegt. While in detail the procedure for performing elongation tests as has been described, it will be apparent to those skilled in the art that the same principles and apparatus can also be used for pressure, twisting and vibration tests, being the only difference between these different uses essentially in the manner in which the stress is applied to the specimen-standard piece arrangement lies.

Aus dem Vorhergehenden versteht sich weiterhin, daß die speziellen elektrischen spannungsfeststellenden Vorrichtungen, die hier als veränderbare Induktionsmittel gezeigt sind, auch aus anderen veränderlichen Impedanzen bestehen können, z. B. als kapazitive Spannungsmesser, magnetostriktive Vorrichtungen, wie auch entsprechend veränderbare Spannungsquellen. From the foregoing it is further understood that the special electrical voltage-detecting devices, here as changeable induction means are shown, can also consist of other variable impedances, e.g. B. as capacitive voltmeters, magnetostrictive devices, as well as corresponding changeable voltage sources.

PATENTANSPR0CHE I. Anordnung zur zerstörungsfreien Werkstoffprüfung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Normaikörper und ein Prüfkörper einer mechanischen Belastung ausgesetzt werden, die auftretenden Veränderungen über elektrische Abnahmeeinrichtungen in einer Vergleichsanordnung verglichen werden und hei Vorliegen des Vergleichsergehnisses zur Registrierung kommen. PATENT CLAIM I. Arrangement for non-destructive testing of materials, characterized in that a standard body and a test body a mechanical Are exposed to load, the changes that occur via electrical acceptance devices can be compared in a comparison arrangement and if the comparison result is available come to registration.

Claims

2. Arrangement according to claim I, characterized in that the changes as changes in impedance in a bridge circuit that can be adjusted by means of a potentiometer received ,.

3. Arrangement according to claim I and 2, characterized in that the rotating potentiometer synchronized with the writing surface and the pen in Depending on the mechanical load is driven.

4. Arrangement according to claim I to 3, characterized in that means of a balancing resistor in the bridge circuit used for comparison O-corrections are feasible.

5. Arrangement according to claim 1 to 4, characterized in that about certain lengths on the normal body and on the test specimen that change with the load Impedance members are located.