WO2014064207A1 - Assembly for testing the electrical contact in a carbon-fiber component - Google Patents

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WO2014064207A1
WO2014064207A1 PCT/EP2013/072301 EP2013072301W WO2014064207A1 WO 2014064207 A1 WO2014064207 A1 WO 2014064207A1 EP 2013072301 W EP2013072301 W EP 2013072301W WO 2014064207 A1 WO2014064207 A1 WO 2014064207A1
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carbon fiber
fiber component
contact element
electrical contact
electrical
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PCT/EP2013/072301
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Walter Kiersch
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Walter Kiersch
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/72—Investigating presence of flaws
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/44—Resins; rubber; leather
    • G01N33/442—Resins, plastics
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00—Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/50—Testing of electric apparatus, lines, cables or components for short-circuits, continuity, leakage current or incorrect line connections
    • G01R31/66—Testing of connections, e.g. of plugs or non-disconnectable joints
    • G01R31/68—Testing of releasable connections, e.g. of terminals mounted on a printed circuit board

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for testing the electrical contact in a carbon fiber component.
  • Carbon fiber components combine good mechanical properties ⁇ properties with a low weight, which is why they are used in the production of manufactured articles, such as vehicles and aircraft, increasingly. In a number of applications, it is desirable to introduce an electrical current into the carbon fiber component. However, it is not easy to determine whether a contact element that is mechanically in contact with the carbon fiber component also produces the desired electrical contact.
  • the invention is based on the object to present an arrangement with which an electrical contact in a carbon fiber component can be reliably checked.
  • ge ⁇ dissolves with the features of claim 1.
  • Advantageous from ⁇ EMBODIMENTS can be found in the subclaims.
  • An electrical ⁇ ULTRASONIC contact element according to the invention is connected to the carbon fiber component.
  • a power source is incorporated in an electrical circuit extending across the electrical contact element and a line region in extends the carbon fiber component.
  • the arrangement comprises a thermal sensor for the transition region between the electrical contact element and the carbon fiber component and / or for the line region in the carbon fiber component.
  • Carbon fibers are contained at least in part.
  • the carbon fibers may be embedded in the so-called CRP components in a carrier material, such as a Epo ⁇ xidharz.
  • the term also includes, for example, glass fiber reinforced components that are supplemented with carbon fibers.
  • the substrate is usually an electrical insulator.
  • the carrier material can be mediated by the addition of electrically conductive particles ⁇ such as nanotubes, an electrical conductivity.
  • the Lei ⁇ tion area refers to the area of the carbon fiber component through which the electrical current flows. Normally, the electrical current moves substantially ge ⁇ rectilinear between two contact points.
  • the invention has recognized that a classic cons ⁇ level measurement often provides misleading statements about the elec- innovative contact between the contact element and the carbon fiber component. This is because the electrical ⁇ specific current is passed for resistance measurement by the carbon fiber component, successively passes through a plurality of preparation ⁇ che, in which an increased resistance may occur. These areas include the transition regions Zvi ⁇ 's contact elements and the carbon fiber component, as well as the lead portion inside the carbon fiber component itself.
  • a classic resistance measurement determined QUIRES ONLY lent the total resistance, but does not show where the Incr ⁇ te resistance exactly occurs.
  • the invention therefore proposes to transfer an electric current between the contact element and the carbon fiber component, which is sufficiently strong to cause heating in the regions of increased resistance.
  • the thermal sensor With the thermal sensor, the heating is detected, which can occur both in the transition region from the contact element to the carbon fiber component and within the line region of the carbon fiber component.
  • the quality of the contact point can be determined in the same way as the quality of the carbon fiber component or the carbon fibers themselves and their condition under load, after repair or during normal monitoring.
  • the current source can be designed to deliver a current pulse of limited duration. With a short current surge, with increased resistance, a warming of the transition region or of the conduction region occurs, but this is not so strong that the carrier material is damaged. A faulty contact element can be exchanged from ⁇ without repairs to the carbon fiber component are required. If errors occur in the conduction region, the carbon fiber component can be in the error range repa ⁇ riert targeted. The validity of the check can be increased if the power source is designed to deliver a series of multiple power surges.
  • the surges can for example, have a duration between 0.1 s and 3 s.
  • the current that is passed through the carbon fiber component in the test according to the invention depends strongly on con ⁇ creten application. For small carbon fiber components, which are hardly burdened with electrical currents in normal operation, are sufficient for the review of small currents. With carbon fiber components that are loaded during normal operation with high currents, higher currents for verification are Wesent ⁇ Lich required. In determining the correct amperage for the review is expediently as before so that you can set an electrical resistance to ⁇ next, which may not be exceeded internal ⁇ half of the carbon fiber component. The electric current should be calculated so that the temperature increase falls below a given threshold when this resistance falls below this value.
  • the threshold value can be, for example, 0.5 ° C. Tempe ⁇ ratur section section can be reliably determined with standard thermal sensors.
  • the power source may also be adapted to produce a constant in the We ⁇ sentlichen electrical current flowing during normal operation by the carbon fiber component, and to superimpose this with one or more electric pulses. This allows conclusions to be drawn as to whether the car ⁇ bonfaser component still has sufficient reserves of withstanding the normal operating loads in.
  • the current during the current surge should be at least 20% higher than the substantially constant electric current.
  • the thermal sensor may comprise a sensor connected to the transition region between the electrical contact element and the carbon fiber component and / or the line region is brought into contact. But preferred is a contactless ⁇ -contact measurement, in which the heat sensor reacts to the radiation emitted by the transition area / line area of heat radiation.
  • the thermal sensor a thermal imaging camera ⁇ in particular be a thermal camera.
  • the carbon fibers are aligned in the carbon fiber component in a plane. Consequently, a contact element which is brought in from a direction perpendicular to this plane would only touch the peripheral surface in the carbon fibers.
  • the contact resistance in such contact is significantly higher than the contact resistance in contact with an end face of the carbon fiber.
  • the end face of a carbon fiber is formed by separating it into two parts. In the context of the invention is therefore preferably provided that the electrical Victorele ⁇ ment is in contact with the end faces of the carbon fibers. If the carbon fiber cut perpendicular to its longitudinal direction, the end face of Quer4.000sflä ⁇ che carbon fiber equivalent. In a section of the oblique to
  • the end surface has an area greater than the cross-sectional area of the carbon fiber.
  • the over ⁇ transition region is designed to be the carbon fiber component so that the contact element lies against an end face which is larger than the cross-sectional area of the carbon fiber. Is This can be achieved by the cut surface, via which the contactless obliquely out ⁇ directed to the plane of the carbon fibers.
  • the electrical contact ⁇ element in a bore of the carbon fiber component angeord ⁇ net, the bore intersects the plane in which the Carbon fibers are aligned.
  • the bore is a conical bore.
  • the outer shape of the contact element is adapted to the holes, so that a full-surface contact is formed.
  • two surfaces of the carbon fiber component face each other in a wedge shape and the contact element has a wedge shape adapted to the surfaces.
  • An increased resistance within the carbon fiber component may result from fiber breakage, cracking or delamination.
  • the electrical circuit extending from the power ⁇ source via the contact element by the lead portion of the carbon fiber assembly back to the power source.
  • the carbon fiber component may be provided with two contact elements, so that the electrical circuit of the first contact element via extends the conduction region of the carbon fiber component to the second contact element and back to the power source.
  • the one pole of the power source is connected in a different way to the carbon fiber component.
  • the circuit is then closed by the contact element via the line region of the carbon fiber component back to the power source.
  • a plurality of contact elements can be tested parallel to each other.
  • the circuit is then in parallel through the plurality of through Kon ⁇ clock elements and the lead portion of the Carbonfa ⁇ ser-component closed.
  • an evaluation unit in which the electrical states of the carbon fiber component are combined with the thermal states of the carbon fiber component.
  • the associated stands to ⁇ a time scale by which the zuein ⁇ other associated thermal and electrical states ER can be averaged.
  • the arrangement according to the invention can serve in particular to check a plurality of similar carbon fiber components. For this purpose, a desired distribution of the thermal states within the carbon fiber component, which belongs to a specific sequence of electrical states, may be stored in a memory. If a carbon fiber component is tested with the corresponding sequence of electrical states, a comparison can be made with the desired distribution and it can be determined whether there is a deviation. If so, this indicates an error in the checked carbon fiber component.
  • the invention also relates to a method for testing the electrical contact in a carbon fiber component.
  • an electrical current is introduced via a contact element in the carbon fiber component.
  • the heat developing in the transition area between the contact element and the carbon fiber component and / or in the conduction area of the carbon fiber component is ermit ⁇ telt.
  • the method can be developed with further features which are described with reference to the arrangement according to the invention.
  • a carbon fiber component 14 in Fig. 1 some carbon fibers 15 are schematically indicated, which extend in the plane of the component 14.
  • the carbon fibers 15 are all shown in the schematic representation of FIG. 1 with the same orientation, in fact the carbon fibers extend. 15 in the plane in different directions.
  • the carbon fibers 15 are embedded in a carrier material such as epoxy resin.
  • a conical bore 16 is formed from ⁇ , in which a cone-shaped contact element 17 is inserted from an electrically conductive material.
  • the contact element 17 is preferably made of a material such as nickel 36, which has a similar low thermal expansion coefficient as the carbon fiber component 14. With its conical surface, the contact element 17 abuts against the end surfaces of the carbon fibers 15, wherein the end faces due to the oblique cut larger are as the cross- sectional area of the carbon fibers.
  • the contact element 17 comprises an electrical connection 18 which is connected via a cable 19 to a power source 20 verbun ⁇ .
  • the other pole of the current source 20 is conductively connected to the carbon fiber component 14 via an electrical connection 21.
  • the current therefore flows from the electrical connection 21 through the carbon fibers 15 of the carbon fiber component 14 in the direction of the contact element 17.
  • the current flows from the end surfaces of the carbon fibers 15 into the contact element 17 over, so that the circuit is closed.
  • the current source 20 is designed to conduct a current surge of greater current through the circuit, so that in the case of a defective contact, although heating occurs in the transition region, it does not damage the carrier material.
  • the emitted heat radiation is absorbed.
  • an evaluation unit 24 the signals from the IR camera 23 is evaluated ⁇ and determines whether there is a heating of the transition region 22 and the conduction region 26 after the initiation of the current surge. If this is not the case, the relevant contact element 17 and the line region 26 are in order. If heating occurs, it is determined whether it originates from the transition region 22 or the line region 26. If, in the portion 26 no temperature rise, this is error-free and it is sufficient to replace the con ⁇ tact element 17th
  • the carbon fiber component has two contact elements 171, 172, the electrical terminals 18 are ver ⁇ connected to the two poles of the current source 20.
  • the circuit is therefore from the first contact member 171 CLOSED ⁇ sen through the lead portion 26 of the Carbonfa ⁇ ser-member 14 to the second contact element 172nd
  • the current source 20 is controlled by a control unit 25 ⁇ so that it emits a series of power surges.
  • An IR camera 23 is arranged such that it records heat radiation from the transition regions 22 of both contact elements 171, 172 and from the line region 26.
  • the image of the IR camera 23 With an evaluation unit 24 the image of the IR camera 23 easierwer ⁇ tet and an assignment of the respective picture elements is made at the transition regions 22nd
  • the graphical representation output by the evaluation unit 24 may be as shown in FIG. There, the top curve shows the Ver ⁇ run the current strength.
  • the heat development in the Tl ⁇ transition region 22 of the first contact member 171 is shown in the medium-sized curve, and the heat generation in the T2
  • Transition region 22 of the second contact element 172 in the lower curve It is seen that the first contact element 171 is associated with each surge a significant increase in Tempe ⁇ temperature Tl. The electrical contact between the first contact element 171 and the carbon fiber component 14 is therefore faulty. The second contact element 172 is only a very slight increase in the temperature T2, which is a normal consequence of the current surge. The second contact element 172 thus has good electrical contact with the carbon fiber component 14.
  • set values for the temperature ⁇ turzuplace of the carbon fiber element 14 can be stored.
  • the evaluation unit 24 can perform an automatic comparison with the setpoint values and thus determine whether the carbon fiber component 14 is faultless.
  • a third embodiment is shown in FIG. There again, a pole of the power source 20 is connected via an electrical connection 21 directly to the carbon fiber component 14. The other pole of the current source 20 is connected in parallel connection with three contact elements 17, which is in sets ⁇ three conical holes 16 of the carbon fiber element 14 are. For each of the contact elements 17 eige ⁇ ne IR camera 23 is provided so that no evaluation is required which pixels belong to which contact element 17.
  • FIG. 5 schematically shows a carbon fiber 15, which is integrated in an electrically insulating carrier material and which extends between two contact elements 171, 172.
  • three isotherms 27 are shown as dashed lines.
  • the temperature in the carbon fiber 15 is significantly increased, which results from the fact that the isotherms 27 have a greater distance from the carbon fiber 15 there. So it still flows through the carbon fiber 15.
  • the increased temperature indicates a beginning fiber breakage, which may be caused by material defects, processing errors or overload.
  • the error in the phase is so ge ⁇ ringhegig that he advertising not detected by optical means the can.
  • Fig. 6 shows a view from above of a carbon fiber component 14, which is damaged in the middle by a crack is.
  • the isotherms 27 extend around the crack, thereby giving a characteristic image that deviates from the desired state. By a comparison with the desired state of the isotherms 27, the error can be determined automatically.

Abstract

The invention relates to an assembly for testing an electrical contact, comprising a carbon-fiber component (14), an electrical contact element (17) connected to the carbon-fiber component (14), having a current source (20), which is integrated into an electrical circuit, which extends across the electrical contact element (17) and the carbon-fiber component (14), and having a heat sensor (23) for the transition region (22) between the electrical contact element (17) and the carbon-fiber component (14) and/or for the conduction region (26) in the carbon-fiber component (14).

Description

Anordnung zum Prüfen des elektrischen Kontakts in einem  Arrangement for testing the electrical contact in one
Carbonfaser-Bauteil  Carbon fiber assembly
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Prüfen des elektrischen Kontakts in einem Carbonfaser-Bauteil. The invention relates to an arrangement for testing the electrical contact in a carbon fiber component.
Carbonfaser-Bauteile vereinigen gute mechanische Eigen¬ schaften mit einem geringen Gewicht, weswegen sie bei der Herstellung von technischen Gegenständen, wie beispielsweise Fahrzeugen und Flugzeugen, zunehmend eingesetzt werden. In einer Reihe von Anwendungsfällen ist es gewünscht, einen elektrischen Strom in das Carbonfaser-Bauteil einzuleiten. Allerdings ist nicht ganz einfach zu ermitteln, ob ein Kontaktelement, das mechanisch in Kontakt mit dem Carbonfaser- Bauteil steht auch den gewünschten elektrischen Kontakt herstellt . Carbon fiber components combine good mechanical properties ¬ properties with a low weight, which is why they are used in the production of manufactured articles, such as vehicles and aircraft, increasingly. In a number of applications, it is desirable to introduce an electrical current into the carbon fiber component. However, it is not easy to determine whether a contact element that is mechanically in contact with the carbon fiber component also produces the desired electrical contact.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Anordnung vorzustellen, mit der ein elektrischer Kontakt in einem Carbonfaser-Bauteil zuverlässig überprüft werden kann. Aus¬ gehend vom genannten Stand der Technik wird die Aufgabe ge¬ löst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Aus¬ führungsformen finden sich in den Unteransprüchen. The invention is based on the object to present an arrangement with which an electrical contact in a carbon fiber component can be reliably checked. From ¬ continuously art from the mentioned state of the object is ge ¬ dissolves with the features of claim 1. Advantageous from ¬ EMBODIMENTS can be found in the subclaims.
Erfindungsgemäß ist an das Carbonfaser-Bauteil ein elektri¬ sches Kontaktelement angeschlossen. Eine Stromquelle ist in einen elektrischen Stromkreis eingebunden, der sich über das elektrische Kontaktelement und einen Leitungsbereich in dem Carbonfaser-Bauteil erstreckt. Schließlich umfasst die Anordnung einen Wärmesensor für den Übergangsbereich zwischen dem elektrischen Kontaktelement und dem Carbonfaser- Bauteil und/oder für den Leitungsbereich in dem Carbonfa- ser-Bauteil. An electrical ¬ ULTRASONIC contact element according to the invention is connected to the carbon fiber component. A power source is incorporated in an electrical circuit extending across the electrical contact element and a line region in extends the carbon fiber component. Finally, the arrangement comprises a thermal sensor for the transition region between the electrical contact element and the carbon fiber component and / or for the line region in the carbon fiber component.
Zunächst werden einige Begriffe erläutert. Als Carbonfaser- Bauteile werden Verbundwerkstoffbauteile bezeichnet, in de¬ nen zumindest anteilig Carbonfasern enthalten sind. Die Carbonfasern können in sogenannten CFK-Bauteilen eingebettet sein in ein Trägermaterial, wie beispielsweise ein Epo¬ xidharz. Unter den Begriff fallen beispielsweise auch glasfaserverstärkte Bauteile, die mit Carbonfasern ergänzt sind. Das Trägermaterial ist regel-mäßig ein elektrischer Isolator. Dem Trägermaterial kann durch Zugabe von elekt¬ risch leitfähigen Partikeln wie beispielsweise Nanoröhrchen eine elektrische Leitfähigkeit vermittelt werden. Der Lei¬ tungsbereich bezeichnet den Bereich des Carbonfaser- Bauteils, durch den der elektrische Strom fließt. Normaler- weise bewegt der elektrische Strom sich im Wesentlichen ge¬ radlinig zwischen zwei Kontaktstellen. First, some terms are explained. As carbon fiber components are composite components referred to in de ¬ nen Carbon fibers are contained at least in part. The carbon fibers may be embedded in the so-called CRP components in a carrier material, such as a Epo ¬ xidharz. The term also includes, for example, glass fiber reinforced components that are supplemented with carbon fibers. The substrate is usually an electrical insulator. The carrier material can be mediated by the addition of electrically conductive particles ¬ such as nanotubes, an electrical conductivity. The Lei ¬ tion area refers to the area of the carbon fiber component through which the electrical current flows. Normally, the electrical current moves substantially ge ¬ rectilinear between two contact points.
Die Erfindung hat erkannt, dass eine klassische Wider¬ standsmessung häufig irreführende Aussagen über den elekt- rischen Kontakt zwischen dem Kontaktelement und dem Carbonfaser-Bauteil liefert. Dies liegt daran, dass der elektri¬ sche Strom, der für die Widerstandsmessung durch das Carbonfaser-Bauteil geleitet wird, nacheinander mehrere Berei¬ che durchquert, in denen ein erhöhter Widerstand auftreten kann. Diese Bereiche umfassen die Übergangsbereiche zwi¬ schen Kontaktelementen und dem Carbonfaser-Bauteil sowie auch den Leitungsbereich innerhalb des Carbonfaser-Bauteils selbst. Eine klassische Widerstandsmessung ermittelt ledig- lieh den Gesamtwiderstand, zeigt jedoch nicht wo der erhöh¬ te Widerstand genau auftritt. The invention has recognized that a classic cons ¬ level measurement often provides misleading statements about the elec- innovative contact between the contact element and the carbon fiber component. This is because the electrical ¬ specific current is passed for resistance measurement by the carbon fiber component, successively passes through a plurality of preparation ¬ che, in which an increased resistance may occur. These areas include the transition regions Zvi ¬'s contact elements and the carbon fiber component, as well as the lead portion inside the carbon fiber component itself. A classic resistance measurement determined QUIRES ONLY lent the total resistance, but does not show where the Incr ¬ te resistance exactly occurs.
Die Erfindung schlägt deswegen vor, einen elektrischen Strom zwischen dem Kontaktelement und dem Carbonfaser- Bauteil zu übertragen, der hinreichend stark ist, um eine Erwärmung in den Bereichen erhöhten Widerstands zu bewirken. Mit dem Wärmesensor wird die Erwärmung detektiert, die sowohl im Übergangsbereich von dem Kontaktelement zu dem Carbonfaser-Bauteil als auch innerhalb des Leitungsbereichs des Carbonfaser-Bauteils auftreten kann. Es kann also die Qualität der Kontaktstelle ebenso ermittelt werden wie die Qualität des Carbonfaser-Bauteils oder der Carbonfasern selbst sowie deren Zustand unter Belastung, nach einer Re- paratur oder bei einer normalen Überwachung. The invention therefore proposes to transfer an electric current between the contact element and the carbon fiber component, which is sufficiently strong to cause heating in the regions of increased resistance. With the thermal sensor, the heating is detected, which can occur both in the transition region from the contact element to the carbon fiber component and within the line region of the carbon fiber component. Thus, the quality of the contact point can be determined in the same way as the quality of the carbon fiber component or the carbon fibers themselves and their condition under load, after repair or during normal monitoring.
Die Schädigung des Trägermaterials, die eintritt, wenn ein fehlerhaftes Kontaktelement oder ein fehlerhafter Leitungs¬ bereich über einen längeren Zeitraum mit einer hohen Strom- stärke belastet wird, ist unerwünscht. Um zu vermeiden, dass schon durch die erfindungsgemäße Prüfung Schäden verursacht werden, kann die Stromquelle dazu ausgelegt sein, einen Stromstoß von begrenzter Dauer abzugeben. Mit einem kurzen Stromstoß tritt bei erhöhtem Widerstand eine Erwär- mung des Übergangsbereichs bzw. des Leitungsbereichs auf, diese ist jedoch nicht so stark, dass das Trägermaterial geschädigt wird. Ein fehlerhaftes Kontaktelement kann aus¬ getauscht werden, ohne dass Reparaturen an dem Carbonfaser- Bauteil erforderlich sind. Bei Fehlern im Leitungsbereich kann das Carbonfaser-Bauteil gezielt im Fehlerbereich repa¬ riert werden. Die Aussagekraft der Überprüfung kann erhöht werden, wenn die Stromquelle dazu ausgelegt ist, eine Folge von mehreren Stromstößen abzugeben. Die Stromstöße können beispielsweise eine Dauer zwischen 0,1 s und 3 s haben. Die Stromstärke, die bei der erfindungsgemäßen Prüfung durch das Carbonfaser-Bauteil geleitet wird, hängt stark vom kon¬ kreten Anwendungsfall ab. Bei kleinen Carbonfaser- Bauteilen, die im normalen Betrieb kaum mit elektrischen Strömen belastet sind, reichen für die Überprüfung kleine Stromstärken aus. Bei Carbonfaser-Bauteilen, die im normalen Betrieb mit hohen Strömen belastet sind, sind wesent¬ lich höhere Stromstärken für die Überprüfung erforderlich. Bei der Ermittlung der richtigen Stromstärke für die Überprüfung geht man zweckmäßigerweise so vor, dass man zu¬ nächst einen elektrischen Widerstand festgelegt, der inner¬ halb des Carbonfaser-Bauteils nicht überschritten werden darf. Die elektrische Stromstärke sollte so bemessen wer- den, dass die Temperaturerhöhung bei Unterschreitung dieses Widerstands oberhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegt. Der Schwellwert kann beispielsweise 0,5 °C betragen. Tempe¬ raturänderungen in dieser Größenordnung lassen sich mit standardmäßigen Wärmesensoren zuverlässig ermitteln. The damage to the carrier material, which occurs when a faulty contact element or a faulty line ¬ area is charged over a longer period of time with a high current strength, is undesirable. In order to avoid that damage is already caused by the test according to the invention, the current source can be designed to deliver a current pulse of limited duration. With a short current surge, with increased resistance, a warming of the transition region or of the conduction region occurs, but this is not so strong that the carrier material is damaged. A faulty contact element can be exchanged from ¬ without repairs to the carbon fiber component are required. If errors occur in the conduction region, the carbon fiber component can be in the error range repa ¬ riert targeted. The validity of the check can be increased if the power source is designed to deliver a series of multiple power surges. The surges can for example, have a duration between 0.1 s and 3 s. The current that is passed through the carbon fiber component in the test according to the invention depends strongly on con ¬ creten application. For small carbon fiber components, which are hardly burdened with electrical currents in normal operation, are sufficient for the review of small currents. With carbon fiber components that are loaded during normal operation with high currents, higher currents for verification are Wesent ¬ Lich required. In determining the correct amperage for the review is expediently as before so that you can set an electrical resistance to ¬ next, which may not be exceeded internal ¬ half of the carbon fiber component. The electric current should be calculated so that the temperature increase falls below a given threshold when this resistance falls below this value. The threshold value can be, for example, 0.5 ° C. Tempe ¬ raturänderungen on this scale can be reliably determined with standard thermal sensors.
Die Stromquelle kann auch dazu ausgelegt sein, einen im We¬ sentlichen konstanten elektrischen Strom zu erzeugen, der auch im normalen Betrieb durch das Carbonfaser-Bauteil fließt, und diesen mit einem oder mehreren Stromstößen zu überlagern. Dies lässt Rückschlüsse darauf zu, ob das Car¬ bonfaser-Bauteil noch ausreichend Reserven gegenüber den im normalen Betrieb auftretenden Belastungen hat. Die Stromstärke während des Stromstoßes sollte um wenigstens 20 % höher sein als der im Wesentlichen konstante elektrische Strom. The power source may also be adapted to produce a constant in the We ¬ sentlichen electrical current flowing during normal operation by the carbon fiber component, and to superimpose this with one or more electric pulses. This allows conclusions to be drawn as to whether the car ¬ bonfaser component still has sufficient reserves of withstanding the normal operating loads in. The current during the current surge should be at least 20% higher than the substantially constant electric current.
Der Wärmesensor kann einen Fühler umfassen, der mit dem Übergangsbereich zwischen dem elektrischen Kontaktelement und dem Carbonfaser-Bauteil und/oder dem Leitungsbereich in Kontakt gebracht wird. Bevorzugt ist aber eine berührungs¬ lose Messung, bei der der Wärmesensor auf die von dem Übergangsbereich/Leitungsbereich abgegebene Wärmestrahlung rea- giert. Beispielsweise kann der Wärmesensor eine Wärmebild¬ kamera, insbesondere eine Thermokamera sein. The thermal sensor may comprise a sensor connected to the transition region between the electrical contact element and the carbon fiber component and / or the line region is brought into contact. But preferred is a contactless ¬-contact measurement, in which the heat sensor reacts to the radiation emitted by the transition area / line area of heat radiation. For example, the thermal sensor, a thermal imaging camera ¬ in particular be a thermal camera.
Die Carbonfasern sind in dem Carbonfaser-Bauteil in einer Ebene ausgerichtet. Ein Kontaktelement, das aus einer zu dieser Ebene senkrechten Richtung herangeführt wird, würde folglich nur die Umfangsfläche in der Carbonfasern berühren. Der Übergangswiderstand bei einer solchen Berührung ist jedoch erheblich höher als der Übergangswiderstand bei einem Kontakt zu einer Endfläche der Carbonfaser. Die End- fläche einer Carbonfaser wird gebildet, indem diese in zwei Teile getrennt wird. Im Rahmen der Erfindung ist deswegen vorzugsweise vorgesehen, dass das elektrische Kontaktele¬ ment in Kontakt mit den Endflächen der Carbonfasern steht. Wird die Carbonfaser senkrecht zu Ihrer Längsrichtung durchtrennt, entspricht die Endfläche der Querschnittsflä¬ che der Carbonfaser. Bei einem Schnitt der schräg zur The carbon fibers are aligned in the carbon fiber component in a plane. Consequently, a contact element which is brought in from a direction perpendicular to this plane would only touch the peripheral surface in the carbon fibers. However, the contact resistance in such contact is significantly higher than the contact resistance in contact with an end face of the carbon fiber. The end face of a carbon fiber is formed by separating it into two parts. In the context of the invention is therefore preferably provided that the electrical Kontaktele ¬ ment is in contact with the end faces of the carbon fibers. If the carbon fiber cut perpendicular to its longitudinal direction, the end face of Querschnittsflä ¬ che carbon fiber equivalent. In a section of the oblique to
Längsrichtung der Carbonfaser ausgerichtet ist, hat die Endfläche einen Flächeninhalt, der größer ist als die Quer- schnittsfläche der Carbonfaser. Vorzugsweise ist der Über¬ gangsbereich zu dem Carbonfaser-Bauteil so gestaltet, dass das Kontaktelement an einer Endfläche anliegt, die größer ist als die Querschnittsfläche der Carbonfaser. Dies kann erreicht werden, indem die Schnittfläche, über die der Kon- takt erfolgt, schräg zu der Ebene der Carbonfasern ausge¬ richtet ist. Beispielsweise kann das elektrische Kontakt¬ element in einer Bohrung des Carbonfaser-Bauteils angeord¬ net sein, wobei die Bohrung die Ebene schneidet, in der die Carbonfasern ausgerichtet sind. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Bohrung eine Konusbohrung. Die Außenform des Kontaktelements ist an die Bohrungen angepasst, so dass ein vollflächiger Kontakt entsteht. In einer alterna- tiven Ausführungsform stehen sich zwei Flächen des Carbonfaser-Bauteils keilförmig gegenüber und das Kontaktelement hat eine an die Flächen angepasste Keilform. Longitudinal direction of the carbon fiber is aligned, the end surface has an area greater than the cross-sectional area of the carbon fiber. Preferably, the over ¬ transition region is designed to be the carbon fiber component so that the contact element lies against an end face which is larger than the cross-sectional area of the carbon fiber. Is This can be achieved by the cut surface, via which the contactless obliquely out ¬ directed to the plane of the carbon fibers. For example, the electrical contact ¬ element in a bore of the carbon fiber component angeord ¬ net, the bore intersects the plane in which the Carbon fibers are aligned. In an advantageous embodiment, the bore is a conical bore. The outer shape of the contact element is adapted to the holes, so that a full-surface contact is formed. In an alternative embodiment, two surfaces of the carbon fiber component face each other in a wedge shape and the contact element has a wedge shape adapted to the surfaces.
Ein erhöhter Widerstand innerhalb des Carbonfaser-Bauteils kann sich daraus ergeben, dass es zu einem Faserbruch, einem Riss oder einer Delamination gekommen ist. In einem solchen Fall gibt es zwei Möglichkeiten. Entweder ist der elektrische Kontakt vollkommen verloren gegangen. Es fließt dann kein Strom und für den Wärmesensor zeigt sich eine kalte Stelle. Ist noch ein Restkontakt erhalten geblieben, kommt es zu einer Temperaturerhöhung, die der Wärmesensor bemerkt. Fließt im normalen Betrieb des Carbonfaser- Bauteils ein elektrischer Strom durch die fehlerhafte Kontaktstelle, käme es zu einer Erhitzung, die möglicherweise eine Schädigung des Trägermaterials und einen vollständigen Ausfall des Kontakts zur Folge hätte. Es ist wichtig, sol¬ che sich anbahnenden Fehler frühzeitig zu entdecken, was beispielsweise mit der erfindungsgemäßen Anordnung geschehen kann. An increased resistance within the carbon fiber component may result from fiber breakage, cracking or delamination. In such a case, there are two options. Either the electrical contact has been completely lost. Then no current flows and the heat sensor shows a cold spot. If there is still a residual contact, there is an increase in temperature, which the heat sensor notices. In the normal operation of the carbon fiber component, if an electric current flows through the faulty pad, heating will occur which may result in damage to the substrate and complete failure of the contact. It is important to discover sol ¬ che impending errors early, which can occur, for example, with the inventive arrangement.
Der elektrische Stromkreis erstreckt sich von der Strom¬ quelle über das Kontaktelement durch den Leitungsbereich des Carbonfaser-Bauteils zurück zu der Stromquelle. Für die konkrete Ausgestaltung des Stromkreises gibt es mehrere Möglichkeiten. Beispielsweise kann das Carbonfaser-Bauteil mit zwei Kontaktelementen versehen sein, so dass sich der elektrische Stromkreis von dem ersten Kontaktelement über den Leitungsbereich des Carbonfaser-Bauteils zu dem zweiten Kontaktelement und zurück zur Stromquelle erstreckt. The electrical circuit extending from the power ¬ source via the contact element by the lead portion of the carbon fiber assembly back to the power source. For the specific design of the circuit there are several possibilities. For example, the carbon fiber component may be provided with two contact elements, so that the electrical circuit of the first contact element via extends the conduction region of the carbon fiber component to the second contact element and back to the power source.
Möglich ist auch, dass der eine Pol der Stromquelle auf an- dere Weise an das Carbonfaser-Bauteil angeschlossen ist. Der Stromkreis ist dann von dem Kontaktelement über den Leitungsbereich des Carbonfaser-Bauteils zurück zu der Stromquelle geschlossen. Bei dieser Gestaltung können auch mehrere Kontaktelemente parallel zueinander geprüft werden. Der Stromkreis ist dann parallel durch die mehreren Kon¬ taktelemente hindurch und den Leitungsbereich des Carbonfa¬ ser-Bauteils geschlossen. It is also possible that the one pole of the power source is connected in a different way to the carbon fiber component. The circuit is then closed by the contact element via the line region of the carbon fiber component back to the power source. In this design, a plurality of contact elements can be tested parallel to each other. The circuit is then in parallel through the plurality of through Kon ¬ clock elements and the lead portion of the Carbonfa ¬ ser-component closed.
Im Rahmen der Erfindung kann eine Auswerteeinheit vorgese- hen sein, in der die elektrischen Zustände des Carbonfaser- Bauteils mit den thermischen Zuständen des Carbonfaser- Bauteils zusammengeführt werden. Vorzugsweise sind die Zu¬ stände einer Zeitskala zugeordnet, anhand derer die zuein¬ ander zugehörigen thermischen und elektrischen Zustände er- mittelt werden können. Die erfindungsgemäße Anordnung kann insbesondere dazu dienen, eine Mehrzahl von gleichartigen Carbonfaser-Bauteilen zu überprüfen. Es kann dazu in einem Speicher eine Soll-Verteilung der thermischen Zustände innerhalb des Carbonfaser-Bauteils hinterlegt sein, die zu einer bestimmten Folge von elektrischen Zuständen gehört. Wird ein Carbonfaser-Bauteil mit der entsprechenden Folge von elektrischen Zuständen geprüft, kann ein Vergleich mit der Soll-Verteilung durchgeführt werden und ermittelt werden, ob es eine Abweichung gibt. Ist dies der Fall, deutet dies auf einen Fehler in dem überprüften Carbonfaser- Bauteil hin. Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Prüfen des elektrischen Kontakts in einem Carbonfaser-Bauteil. Bei dem Verfahren wird ein elektrischer Strom über ein Kontaktelement in das Carbonfaser-Bauteil eingeleitet. Mit einem Wärmesensor wird die Wärmeentwicklung im Übergangsbereich zwischen dem Kontaktelement und dem Carbonfaser-Bauteil und/oder im Leitungsbereich des Carbonfaser-Bauteils ermit¬ telt. Das Verfahren kann mit weiteren Merkmalen fortgebildet werden, die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Anord- nung beschrieben sind. In the context of the invention, an evaluation unit can be provided, in which the electrical states of the carbon fiber component are combined with the thermal states of the carbon fiber component. Preferably, the associated stands to ¬ a time scale by which the zuein ¬ other associated thermal and electrical states ER can be averaged. The arrangement according to the invention can serve in particular to check a plurality of similar carbon fiber components. For this purpose, a desired distribution of the thermal states within the carbon fiber component, which belongs to a specific sequence of electrical states, may be stored in a memory. If a carbon fiber component is tested with the corresponding sequence of electrical states, a comparison can be made with the desired distribution and it can be determined whether there is a deviation. If so, this indicates an error in the checked carbon fiber component. The invention also relates to a method for testing the electrical contact in a carbon fiber component. In the method, an electrical current is introduced via a contact element in the carbon fiber component. With a heat sensor, the heat developing in the transition area between the contact element and the carbon fiber component and / or in the conduction area of the carbon fiber component is ermit ¬ telt. The method can be developed with further features which are described with reference to the arrangement according to the invention.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand vorteilhafter Ausführungsformen beispielhaft beschrieben. Es zeigen: eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemä¬ ßen Anordnung; The invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, given by way of advantageous embodiments. Shown are: a first embodiment of an inventive arrangement ¬ SEN;
eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemä ßen Anordnung;  a second embodiment of an inventive Shen arrangement;
eine schematische Darstellung eines Signalver¬ laufs; a schematic representation of a Signalver ¬ run;
eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemä ßen Anordnung;  a third embodiment of an inventive Shen arrangement;
eine schematische Darstellung einer Carbonfaser in einem Carbonfaser-Bauteil; und  a schematic representation of a carbon fiber in a carbon fiber component; and
eine Ansicht von oben auf ein Carbonfaser- Bauteil .  a view from above of a carbon fiber component.
In einem Carbonfaser-Bauteil 14 in Fig. 1 sind schematisch einige Carbonfasern 15 angedeutet, die sich in der Ebene des Bauteils 14 erstrecken. Die Carbonfasern 15 sind in der schematischen Darstellung der Fig. 1 alle mit gleicher Ausrichtung gezeigt, tatsächlich erstrecken sich die Carbonfa- sern 15 in der Ebene in unterschiedlichen Richtungen. Die Carbonfasern 15 sind eingebettet in ein Trägermaterial wie beispielsweise Epoxidharz. In dem Carbonfaser-Bauteil 14 ist eine Konusbohrung 16 aus¬ gebildet, in die ein konusförmiges Kontaktelement 17 aus einem elektrisch leitfähigen Material eingesetzt ist. Das Kontaktelement 17 besteht vorzugsweise aus einem Material wie Nickel 36, das einen vergleichbar niedrigen Wärmeaus- dehnungskoeffizienten hat wie das Carbonfaser-Bauteil 14. Mit seiner Konusfläche liegt das Kontaktelement 17 an den Endflächen der Carbonfasern 15 an, wobei die Endflächen aufgrund des schrägen Schnitts größer sind als die Quer¬ schnittsfläche der Carbonfasern. In a carbon fiber component 14 in Fig. 1, some carbon fibers 15 are schematically indicated, which extend in the plane of the component 14. The carbon fibers 15 are all shown in the schematic representation of FIG. 1 with the same orientation, in fact the carbon fibers extend. 15 in the plane in different directions. The carbon fibers 15 are embedded in a carrier material such as epoxy resin. In the carbon fiber component 14, a conical bore 16 is formed from ¬ , in which a cone-shaped contact element 17 is inserted from an electrically conductive material. The contact element 17 is preferably made of a material such as nickel 36, which has a similar low thermal expansion coefficient as the carbon fiber component 14. With its conical surface, the contact element 17 abuts against the end surfaces of the carbon fibers 15, wherein the end faces due to the oblique cut larger are as the cross- sectional area of the carbon fibers.
Das Kontaktelement 17 umfasst einen elektrischen Anschluss 18, der über ein Kabel 19 mit einer Stromquelle 20 verbun¬ den ist. Der andere Pol der Stromquelle 20 ist über einen elektrischen Anschluss 21 leitend mit dem Carbonfaser- Bauteil 14 verbunden. Der Strom fließt also von dem elektrischen Anschluss 21 durch die Carbonfasern 15 des Carbonfaser-Bauteils 14 in Richtung des Kontaktelements 17. Im Übergangsbereich 22 zwischen dem Carbonfaser-Bauteil 14 und dem Kontaktelement 17 geht der Strom von den Endflächen der Carbonfasern 15 in das Kontaktelement 17 über, so dass der Stromkreis geschlossen ist. The contact element 17 comprises an electrical connection 18 which is connected via a cable 19 to a power source 20 verbun ¬ . The other pole of the current source 20 is conductively connected to the carbon fiber component 14 via an electrical connection 21. The current therefore flows from the electrical connection 21 through the carbon fibers 15 of the carbon fiber component 14 in the direction of the contact element 17. In the transition region 22 between the carbon fiber component 14 and the contact element 17, the current flows from the end surfaces of the carbon fibers 15 into the contact element 17 over, so that the circuit is closed.
Ist der elektrische Kontakt zwischen dem Kontaktelement 17 und den Endflächen der Carbonfasern 15 einwandfrei, werden auch größere Stromstärken ohne erhöhten Widerstand übertra¬ gen. Liegt allerdings eine Endfläche nicht flächig, sondern nur zu einem kleinen Teil an dem Kontaktelement 17 an, können zwar kleine Stromstärken übertragen werden. Bei große- ren Stromstärken erhitzt sich jedoch die Carbonfaser 15 und das umliegende Trägermaterial wird geschädigt, was häufig zur Folge hat, dass der elektrische Kontakt vollständig verloren geht. Is the electrical contact between the contact element 17 and the end surfaces of the carbon fibers 15 properly even higher current without increased resistance übertra ¬ gen. Are, however, lies an end face not flat, but only a small portion of the contact element 17 on, though, small currents be transmitted. At large Ren currents, however, heats the carbon fiber 15 and the surrounding substrate is damaged, which often has the consequence that the electrical contact is completely lost.
Die Stromquelle 20 ist dazu ausgelegt, einen Stromstoß von größerer Stromstärke durch den Stromkreis zu leiten, so dass es bei einem mangelhaften Kontakt zwar zu einer Erwärmung im Übergangsbereich, nicht jedoch zu einer Schädigung des Trägermaterials kommt. The current source 20 is designed to conduct a current surge of greater current through the circuit, so that in the case of a defective contact, although heating occurs in the transition region, it does not damage the carrier material.
Mit einer Infrarot ( IR) -Kamera 23, die auf den Übergangsbe¬ reich 22 und den Leitungsbereich 26 gerichtet ist, wird die abgegebene Wärmestrahlung aufgenommen. Mit einer Auswerte- einheit 24 werden die Signale von der IR-Kamera 23 ausge¬ wertet und ermittelt, ob sich nach dem Einleiten des Stromstoßes eine Erwärmung des Übergangsbereichs 22 bzw. des Leitungsbereichs 26 gibt. Ist dies nicht der Fall, sind das betreffende Kontaktelement 17 und der Leitungsbereich 26 in Ordnung. Tritt eine Erwärmung auf, wird ermittelt, ob diese von dem Übergangsbereich 22 oder dem Leitungsbereich 26 ausgeht. Zeigt sich im Leitungsbereich 26 keine Temperaturerhöhung, ist dieser fehlerfrei und es reicht aus, das Kon¬ taktelement 17 auszutauschen. With an infrared (IR) camera 23, which is directed to the Übergangsbe ¬ rich 22 and the line region 26, the emitted heat radiation is absorbed. With an evaluation unit 24 the signals from the IR camera 23 is evaluated ¬ and determines whether there is a heating of the transition region 22 and the conduction region 26 after the initiation of the current surge. If this is not the case, the relevant contact element 17 and the line region 26 are in order. If heating occurs, it is determined whether it originates from the transition region 22 or the line region 26. If, in the portion 26 no temperature rise, this is error-free and it is sufficient to replace the con ¬ tact element 17th
In der Ausführungsform der Fig. 2 hat das Carbonfaser- Bauteil zwei Kontaktelemente 171, 172, deren elektrische Anschlüsse 18 mit den beiden Polen der Stromquelle 20 ver¬ bunden sind. Der Stromkreis ist also von dem ersten Kon- taktelement 171 durch den Leitungsbereich 26 des Carbonfa¬ ser-Bauteils 14 zu dem zweiten Kontaktelement 172 geschlos¬ sen . Die Stromquelle 20 wird über eine Steuereinheit 25 ange¬ steuert, so dass sie eine Folge von Stromstößen abgibt. Ei¬ ne IR-Kamera 23 ist so angeordnet, dass sie Wärmestrahlung aus den Übergangsbereichen 22 beider Kontaktelemente 171, 172 sowie aus dem Leitungsbereich 26 aufzeichnet. Mit einer Auswerteeinheit 24 wird das Bild der IR-Kamera 23 ausgewer¬ tet und eine Zuordnung der betreffenden Bildpunkte zu den Übergangsbereichen 22 vorgenommen. Die grafische Darstellung, die von der Auswerteeinheit 24 ausgegeben wird, kann beispielsweise so aussehen, wie in Fig. 3 dargestellt. Dort zeigt die oberste Kurve den Ver¬ lauf der Stromstärke. Die Wärmeentwicklung Tl im Übergangs¬ bereich 22 des ersten Kontaktelements 171 ist in der mitt- leren Kurve dargestellt und die Wärmeentwicklung T2 imIn the embodiment of Fig. 2, the carbon fiber component has two contact elements 171, 172, the electrical terminals 18 are ver ¬ connected to the two poles of the current source 20. The circuit is therefore from the first contact member 171 CLOSED ¬ sen through the lead portion 26 of the Carbonfa ¬ ser-member 14 to the second contact element 172nd The current source 20 is controlled by a control unit 25 ¬ so that it emits a series of power surges. An IR camera 23 is arranged such that it records heat radiation from the transition regions 22 of both contact elements 171, 172 and from the line region 26. With an evaluation unit 24 the image of the IR camera 23 ausgewer ¬ tet and an assignment of the respective picture elements is made at the transition regions 22nd For example, the graphical representation output by the evaluation unit 24 may be as shown in FIG. There, the top curve shows the Ver ¬ run the current strength. The heat development in the Tl ¬ transition region 22 of the first contact member 171 is shown in the medium-sized curve, and the heat generation in the T2
Übergangsbereich 22 des zweiten Kontaktelement 172 in der unteren Kurve. Man sieht, dass beim ersten Kontaktelement 171 mit jedem Stromstoß eine deutliche Erhöhung der Tempe¬ ratur Tl einhergeht. Der elektrische Kontakt zwischen dem ersten Kontaktelement 171 und dem Carbonfaser-Bauteil 14 ist also fehlerhaft. Beim zweiten Kontaktelement 172 kommt es lediglich zu einer ganz leichten Erhöhung der Temperatur T2, die eine normale Folge des Stromstoßes ist. Das zweite Kontaktelement 172 hat also einen guten elektrischen Kon- takt zu dem Carbonfaser-Bauteil 14. Transition region 22 of the second contact element 172 in the lower curve. It is seen that the first contact element 171 is associated with each surge a significant increase in Tempe ¬ temperature Tl. The electrical contact between the first contact element 171 and the carbon fiber component 14 is therefore faulty. The second contact element 172 is only a very slight increase in the temperature T2, which is a normal consequence of the current surge. The second contact element 172 thus has good electrical contact with the carbon fiber component 14.
In der Auswerteeinheit 24 können Sollwerte für die Tempera¬ turzustände des Carbonfaser-Bauteils 14 hinterlegt sein. Die Auswerteeinheit 24 kann einen automatischen Vergleich mit dem Sollwerten durchführen und so ermitteln, ob das Carbonfaser-Bauteil 14 fehlerfrei ist. Ein drittes Ausführungsbeispiel ist in Fig. 4 gezeigt. Dort ist wieder ein Pol der Stromquelle 20 über einen elektrischen Anschluss 21 direkt mit dem Carbonfaser-Bauteil 14 verbunden. Der andere Pol der Stromquelle 20 ist in Paral- lelschaltung mit drei Kontaktelementen 17 verbunden, die in drei Konusbohrungen 16 des Carbonfaser-Bauteils 14 einge¬ setzt sind. Für jedes der Kontaktelemente 17 ist eine eige¬ ne IR-Kamera 23 vorgesehen, so dass keine Auswertung erforderlich ist, welche Bildpunkte zu welchem Kontaktelement 17 gehören. Wird in einer IR-Kamera 23 eine mit dem Stromstoß korrelierende Wärmeentwicklung festgestellt, kann unmittel¬ bar gefolgert werden, dass das zugehörige Kontaktelement 17 fehlerhaft ist. In Fig. 5 ist schematisch eine Carbonfaser 15 gezeigt, die in einem elektrisch isolierenden Trägermaterial eingebunden ist und die sich zwischen zwei Kontaktelementen 171, 172 erstreckt. In einer grafischen Auswertung, die von der erfindungsgemäßen Anordnung vorgenommen wird, sind drei Iso- thermen 27 als gestrichelte Linien dargestellt. Etwa in der Mitte zwischen den beiden Kontaktstellen 171, 172 ist die Temperatur in der Carbonfaser 15 deutlich erhöht, was sich daraus ergibt, dass die Isothermen 27 dort einen größeren Abstand zu der Carbonfaser 15 haben. Es fließt also noch Strom durch die Carbonfaser 15. Die erhöhte Temperatur deutet aber auf einen beginnenden Faserbruch hin, der aufgrund von Materialfehlern, Verarbeitungsfehlern oder Überlast verursacht sein kann. Der Fehler in der Phase ist so ge¬ ringfügig, dass er mit optischen Mitteln nicht erkannt wer- den kann. In the evaluation unit 24 set values for the temperature ¬ turzustände of the carbon fiber element 14 can be stored. The evaluation unit 24 can perform an automatic comparison with the setpoint values and thus determine whether the carbon fiber component 14 is faultless. A third embodiment is shown in FIG. There again, a pole of the power source 20 is connected via an electrical connection 21 directly to the carbon fiber component 14. The other pole of the current source 20 is connected in parallel connection with three contact elements 17, which is in sets ¬ three conical holes 16 of the carbon fiber element 14 are. For each of the contact elements 17 eige ¬ ne IR camera 23 is provided so that no evaluation is required which pixels belong to which contact element 17. Finding an correlating with the current surge of heat in an IR camera 23, it can be concluded immediacy ¬ bar, that the associated contact element 17 is faulty. FIG. 5 schematically shows a carbon fiber 15, which is integrated in an electrically insulating carrier material and which extends between two contact elements 171, 172. In a graphical evaluation carried out by the arrangement according to the invention, three isotherms 27 are shown as dashed lines. Approximately in the middle between the two contact points 171, 172, the temperature in the carbon fiber 15 is significantly increased, which results from the fact that the isotherms 27 have a greater distance from the carbon fiber 15 there. So it still flows through the carbon fiber 15. However, the increased temperature indicates a beginning fiber breakage, which may be caused by material defects, processing errors or overload. The error in the phase is so ge ¬ ringfügig that he advertising not detected by optical means the can.
Die Fig. 6 zeigt eine Ansicht von oben auf ein Carbonfaser- Bauteil 14, das in der Mitte durch einen Riss geschädigt ist. Die Isothermen 27 erstrecken sich um den Riss herum und ergeben dadurch ein charakteristisches Bild, das von dem Sollzustand abweicht. Durch einen Vergleich mit dem Sollzustand der Isothermen 27 kann der Fehler automatisch ermittelt werden. Fig. 6 shows a view from above of a carbon fiber component 14, which is damaged in the middle by a crack is. The isotherms 27 extend around the crack, thereby giving a characteristic image that deviates from the desired state. By a comparison with the desired state of the isotherms 27, the error can be determined automatically.

Claims

Patentansprüche Patent claims
Anordnung zum Prüfen eines elektrischen Kontakts, mit einem Carbonfaser-Bauteil (14), einem an das Carbonfa¬ ser-Bauteil (14) angeschlossenen elektrischen Kontaktelement (17), mit einer Stromquelle (20), die in einen elektrischen Stromkreis eingebunden ist, der sich über das elektrische Kontaktelement (17) und das Carbonfa¬ ser-Bauteil (14) erstreckt, und mit einem Wärmesensor (23) für den Übergangsbereich (22) zwischen dem elektrischen Kontaktelement (17) und dem Carbonfaser- Bauteil (14) und/oder für den Leitungsbereich (26) in dem Carbonfaser-Bauteil (14). Arrangement for testing an electrical contact, with a carbon fiber component (14), an electrical contact element (17) connected to the carbon fiber component (14), with a power source (20) which is integrated into an electrical circuit extends over the electrical contact element (17) and the carbon fiber component (14), and with a heat sensor (23) for the transition region (22) between the electrical contact element (17) and the carbon fiber component (14) and / or for the line area (26) in the carbon fiber component (14).
Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (20) dazu ausgelegt ist, einen Stromstoß abzugeben. Arrangement according to claim 1, characterized in that the power source (20) is designed to deliver a current surge.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stromquelle (20) dazu ausgelegt ist, einen Wesentlichen konstanten elektrischen Strom abzugeben der mit einem Stromstoß überlagert ist. Arrangement according to claim 2, characterized in that the current source (20) is designed to deliver a substantially constant electrical current which is superimposed with a current surge.
Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich net, dass die Stromquelle (20) dazu ausgelegt ist, ei ne Mehrzahl von Stromstößen abzugeben. Arrangement according to claim 2 or 3, characterized in that the current source (20) is designed to deliver a plurality of current pulses.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Wärmesensor eine Wärmebildka¬ mera (23) ist. 5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the heat sensor is a thermal imaging sensor (23).
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Kontaktelement (17) die Endflächen der Carbonfasern (15) berührt. 6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the electrical contact element (17) touches the end surfaces of the carbon fibers (15).
Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Endflächen einen Flächeninhalt haben, der größer ist als die Querschnittsfläche der Carbonfasern (15) . Arrangement according to claim 6, characterized in that the end surfaces have an area that is larger than the cross-sectional area of the carbon fibers (15).
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Kontaktelement (17) in einer Bohrung (16) des Carbonfaser-Bauteils (14) angeordnet ist, wobei die Bohrung (16) die Ebene schneidet, in der die Carbonfasern (15) ausgerichtet sind . Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the electrical contact element (17) is arranged in a bore (16) of the carbon fiber component (14), the bore (16) intersecting the plane in which the carbon fibers ( 15) are aligned.
Anordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Bohrung eine Konusbohrung (16) ist. Arrangement according to claim 8, characterized in that the bore is a conical bore (16).
Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes elektrisches Kontakt¬ element (171) und ein zweites elektrisches Kontaktele¬ ment (172) an das Carbonfaser-Bauteil (14) angeschlos¬ sen sind und dass der elektrische Stromkreis sich von dem ersten elektrischen Kontaktelement (171) über das Carbonfaser-Bauteil (14) zu dem zweiten elektrischen Kontaktelement (172) erstreckt. Arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that a first electrical contact element (171) and a second electrical contact element (172) are connected to the carbon fiber component (14) and that the electrical circuit is extends from the first electrical contact element (171) via the carbon fiber component (14) to the second electrical contact element (172).
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem elektrischen Stromkreis eine Mehrzahl von elektrischen Kontaktelementen (17) parallel geschaltet ist. 11. Arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that a plurality of electrical contact elements (17) are connected in parallel in the electrical circuit.
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