DE746405C

DE746405C - Verfahren zum Feststellen von Fehlstellen in Werkstuecken

Info

Publication number: DE746405C
Application number: DES126685D
Authority: DE
Inventors: Dr Richard Seiler
Original assignee: RICHARD SEILER DR
Current assignee: RICHARD SEILER DR
Priority date: 1937-04-02
Filing date: 1937-04-02
Publication date: 1944-08-03

Description

Verfahren zum Feststellen von Fehlstellen in Werkstücken Es ist bekannt, daß man aus dem Klang, den ein Körper beim Anschlagen ergibt, auf Fehler, wie Risse und Ungleichmäßigkeiten in dem angeschlagenen Körper, schließen kann. Seit langer Zeit wird daher die Klangprobe zum Prüfen von Werkstücken auf das Vorhandensein von Fehlstellen herangezogen.
Aug zum Bestimmen der Elastizitätseigenschaften von Werkstoffen wird die Klangprobe bereits verwendet.
Wird ein fester Körper angestoßen oder angeschlagen, so gerät er in mechanische Schwingungen, die sich im allgemeinen als Klang äußern, eine Erscheinung, die zur I(lasse der Einschwing- bzw. Ausgleichvorgänge gehört. Die Fonrieranalyse gestattet, einen derartigen Ausgleichvorgang als Summe oder Integral von Sinusschwingungen darzustellen; denn der durch einen Stoß oder Schlag bzw. durch eine gleichmäßige Schlagfolge ausgelöste Klang setzt sich aus einer Vielzahl von sinusförmigen Einzelschwingungen zusammen. Die durch den Anschlag erzeugten Schwingungen sind abhängig von den geometrischen Abmessungen, dem Elastizitätsmodul, dem spezifischen Gewicht und der Befestigungsart des angeschlagenen Körpers. Dlie erzeugten Schwingungen sind gekennzeichnet: I. durch die Frequenzen, die den erzeugten Klang zusammensetzen, 2. Idurch die Intensität, also durch die Amplitude, mit der die einzelnen Frequenzen auftreten, 3. durch die Dauer des erzeugtenKlanges, insbesondere durch den zeitlichen Verlauf der Amplitude der einzelnen Frequenzen.
Es ist bekannt, daß die Ausbildung und Ausbreitung gerade der höheren Frequenzen, die in dem Ausgleichvorgang auftreten, durch Fehlstellen, wie z.B. Ungleichmäßigkeiten, stärker beeinflußt werden als die tieferen Frequenzen, so daß der Ausgleichvorgang beim fehlerhaften Werkstück gegenüber dem gesunden Werkstück verändert wird. Die bisherigen Prüfverfahren, die durch Anschlagen oder Anstoßen des zu prüfenden Körpers Ungleichmäßigkeiten nachweisen, können nur grobe Fehlstellen nachweisen, weil sie ausschließlich den durch das Ohr wahrnehmbaren klang beobachten. Das Ohr ist aber für hohe Schwingungsfrequenzen sehr unempindlich; es vermag deshalb nicht Änderungen des Schwingugnsbildes sicher wahrzunehmen, wenn diese auf hohe Frequenzen zurückzuführen sind. Dieser Nachteil wird durch das neue erfindungsgemäße Verfahren vermieden.
Die Erfindung geht von einem der bekannten Verfahren zum Feststellen von Fehlstellen in Werkstücken aus, bei denen der Prüfling durch gleichartige, stoßartige Einwirkung zu mechanisch-akustischen Schwingungsimpulsen erregt wird. Und die Erfindung besteht darin, daß die Amplituden oder die Abklingzeiten der die Schwingungsimpulse zusammensetzenden Einzelschwingungen, insbesondere der ultraakustischen Schwingungen, auf akustischem oder elektroakustischem Wege gemessen und mit den an einem fehlerfreien Werkstück ermittelten entsprechenden Werten verglichen werden.
Wenn demnach ein Werkstück die vorgeschriebenen Eigenschaften besitzen soll, muß der bei einem bestimmten Anschlag an einer bestimmten Stelle des Werkstücks bei bestimmter Befestigungsart entstehende Klang die Frequenzen n1, nt, n3 ... mit den Anfangsamplituden i1, i2, 93 ... enthalten, die nach den Zeiten t1, t2, t3 ... auf einen bestimmten Bruchteil der Anfangsamplitude abklingen.
Statt durch einen einmaligen Anschlag kann die Erregung des Werkstücks auch durch eine gleichmäßige Stoß- oder Schlagfolge geschehen.
Das hier beschriebene Prüfungsverfahren ist nicht gebunden an eine spezielle Methode der Schallaufnahme und des Schallvergleichs.
Der Schall kann z. B. durch ein Mikrophon oder durch eine Schalldose in elektrische Schwingungen umgewandelt werden. Diese elektrischen Schwingungen werden dann mit geläufigen Methoden untersucht; sie können z. 13. auch durch Oszillographen sichtbar gemacht werden. Andererseits können auch rein akustische Verfahren angewendet werden, die ohne den Umweg über den elektrischen Strom einen Vergleich der Schwingungen gestatten.
Wesentlich bei dem hier vorgeschlagenen Verfahren ist, daß die Erregung des Klangimpulses, also das Anschalgen der zu prüfenden Werkstücke, gleichmäßig erfolt. Das kann z.B. dadurch erreicht werden, daß die Werkstücke durch eine aus der Klaviermechanik bekannte Einrichtung angeschlagen werden oder daß man die zu prüfenden Körper aus einer bestimmten höhe immer auf die gleiche Unterlage herunterfallen läßt. Bei dieser Art der Anregung ist darauf zu achten, daß die Schwingungen des anschlagenden Hilfskörpers die Schwingungen des zu prüfenden Rörpers nicht überdecken. Das kann z. B. dadurch vermieden werden, daß der anschlagende Körper eine sehr große Eigendämpfung besitzt, oder auch dadurch, daß seine Eigenschwingungen von denen des zu prüfenden Körpers genügend weit verschieden sind. Es ist selbstverständlich, daß sich die Anwendung des beschriebenen Prüfungsverfahrens nicht darauf beschränkt. daß sich die zu prüfenden Werkstücke und die zur Prüfung verwendeten Geräte in Luft befinden. Die Werkstücke und Teile der Prüfeinrichtungen können sich z. B. in einer Flüssigkeit befinden, wenn das mit Rücksicht auf die zu prüfenden Werkstücke erforderlich ist.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zum Feststellen von Fehlstellen in Werkstücken, bei dem das zu untersuchende Werkstück durch gleichartige, stoßartige Vorgänge zu mechasich-akustischen Schwingungsimpulsen erregt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Amplituden oder Abklingzeiten der die Schwingungsimpulse zusammensetzenden Einzel schwingungen, insbesondere der ultraalcustischen Schwingungen, auf akustischem oder elektroakustischem Wege gemessen und mit den an einem fehlerfreien Werkstück ermittelten entsprechenden Werten verglichen werden.

Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Getracht gezogen worden: deutsche Patentschriften ... Nr. 243 431, 611 828, 633 631, 624 591, 637 756; USA.-Patentschrift ..3.... Nr. 445 860; Föppl, O., Becker, E., und v. Heydekampf, G.: Die Dauerprüfung der Werkstoffe hinsichtlich ihrer Schwingungsfestigkeit und Dämpfungsfähigkeit, Berlin (1929), S. 106 bis 118.