DE102006051573B4

DE102006051573B4 - Einrichtung zur Überprüfung von durch Anodisierung, insbesondere durch TSA-Anodisierung beschichteten Leichtmetallteilen, insbesondere Aluminiumbauteilen

Info

Publication number: DE102006051573B4
Application number: DE102006051573A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dipl.-Ing. Krüger; Gerhard Scheer
Original assignee: Airbus Operations GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2006-11-02
Filing date: 2006-11-02
Publication date: 2008-08-21
Anticipated expiration: 2026-11-03
Also published as: DE102006051573A1; US20080129318A1; US7459919B2

Abstract

Einrichtung zur Überprüfung von durch Anodisierung, insbesondere durch TSA-Anodisierung beschichteten Leichtmetallteilen, insbesondere Aluminiumbauteilen auf ihre Beschichtung (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zwei an jeweiligen nachgiebigen Tastern (12, 13) angeordnete Kontaktelektroden (2, 3) , die zum Aufsetzen auf die Oberfläche (7a, 7b) des zu prüfenden Bauteils unter einem vorgegebenen Kontaktdruck vorgesehen sind, aufweist, sowie eine mit den Tastern (12, 13) gekoppelte Freigabeeinrichtung (15), welche bei Erreichen des vorgegebenen Kontaktdrucks ein Freigabesignal erzeugt, und eine zur Messung der Leitfähigkeit der Oberfläche (7a, 7b) des zu prüfenden Bauteils (1) mit den Kontaktelektroden (2, 3) und zur Aufnahme des Freigabesignals mit der Freigabeeinrichtung (15) gekoppelte Leitfähigkeitsmeßeinrichtung (16), welche die Leitfähigkeit der Oberfläche (7a, 7b) des zu prüfenden Bauteils (1) zwischen den Kontaktelektroden (2, 3) mißt und bei Vorliegen des Freigabesignals ein die gemessene Leitfähigkeit anzeigendes Ausgangssignal erzeugt, welches zumindest zwischen einem gemessenen niedrigen Leitfähigkeitswert, der eine korrekte Beschichtung (8) bedeutet, und einem gemessenen...

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Überprüfung von durch Anodisierung, insbesondere durch TSA-Anodisierung beschichteten Leichtmetallteilen, insbesondere Aluminiumbauteilen auf ihre Beschichtung.
Im Stand der Technik ist es bekannt, Leichtmetallteile, insbesondere Aluminiumbauteile, wie sie in großer Anzahl im Flugzeugbau verwendet werden, durch Anodisieren mit einer Schutzschicht zu versehen. Beim Chromsäure-Anodisieren (CAA = Chromatic Acid Anodising) wird eine Schutzschicht erzeugt, welche auf einfache Weise visuell erkannt werden kann, sie sieht "grau" aus, während die Oberfläche von nicht-anodisierten Teilen "blank" aussieht. Aus Gründen besserer Umweltverträglichkeit ist es jedoch wünschenswert, Teile der genannten Art auf andere Weise zu anodisieren. Ein alternatives Anodisierungsverfahren ist das TSA-Verfahren (Tartaric-Sulfuric-Acid = Weinsäure-Schwefelsäure-Verfahren). In Bezug auf den geforderten Korrosionsschutz ist dieses Verfahren dem vorher genannten Chromsäure-Anodisieren zumindest ebenbürtig, die gebildete Schicht ist auf visuellem Wege jedoch nicht erkennbar.
Aus der US 5 138 269 ist eine Einrichtung zur Messung der Tiefe von Rissen in einem Werkstück bekannt, welches mehrere auf das zu prüfende Werkstück aufzusetzende Prüfspitzen aufweist, mittels derer elektrischer Strom durch das Werkstück geschickt und der Spannungsabfall zwischen zwei auf verschiedenen Seiten eines zu untersuchenden Risses befindlichen Prüfspitzen mit dem Spannungsabfall zwischen zwei in einem fehlerfreien Bereich auf das Werkstück aufgesetzten Prüfspitzen verglichen wird.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Überprüfung von durch Anodisierung beschichteten Bauteilen zu schaffen, welche möglichst einfach anzuwenden ist und die nur eine kurze Prüfzeit erfordert.
Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Durch die Erfindung wird eine Einrichtung zur Überprüfung von durch Anodisierung, insbesondere durch TSA-Anodisierung beschichteten Leichtmetallteilen, insbesondere Aluminiumbauteilen, auf ihre Beschichtung geschaffen. Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass die Einrichtung zwei an jeweiligen nachgiebigen Tastern angeordnete Kontaktelektroden aufweist, die zum Aufsetzen auf die Oberfläche des zu prüfenden Bauteils unter einem vorgegebenen Kontaktdruck vorgesehen sind, sowie eine mit den Tastern gekoppelte Freigabeeinrichtung, welche bei Erreichen des vorgegebenen Kontaktdrucks ein Freigabesignal erzeugt, und weiterhin eine zur Messung der Leitfähigkeit der Oberfläche des zu prüfenden Bauteils mit den Kontaktelektroden und zur Aufnahme des Freigabesignals mit der Freigabeeinrichtung gekoppelte Leitfähigkeitsmeßeinrichtung, welche die Leitfähigkeit der Oberfläche des zu prüfenden Bauteils zwischen den Kontaktelektroden mißt und bei Vorliegen des Freigabesignals ein die gemessene Leitfähigkeit anzeigendes Ausgangssignal erzeugt, welches zumindest zwischen einem gemessenen niedrigen Leitfähigkeitswert, der eine korrekte Beschichtung bedeutet, und einem gemessenen hohen Leitfähigkeitswert, der einen Mangel der Beschichtung bedeutet, unterscheidet.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung enthält die Freigabeeinrichtung mit den nachgiebigen Tastern gekoppelte Schalteinrichtungen, welche jeweils bei Erreichen des vorgegebenen Kontaktdrucks geschaltet werden, wobei die Freigabeeinrichtung das Freigabesignal erzeugt, wenn beide Schalteinrichtungen geschaltet sind.
Gemäß einer Ausführungsform sind die Taster in einer solchen Weise federnd elastisch gelagert oder federnd elastisch ausgebildet und mit den Schalteinrichtungen gekoppelt, dass bei Erreichen des vorgegebenen Kontaktdrucks die Schalteinrichtungen geschaltet werden.
Gemäß einer anderen Ausführungsform sind die Schalteinrichtungen federnd elastisch ausgebildet und mit den Tastern gekoppelt und werden bei Erreichen des vorgegebenen Kontaktdrucks geschaltet.
Die Schalteinrichtungen können elektrische Schaltkontakte enthalten.
Die Schalteinrichtungen können Dehnungsmeßstreifen enthalten.
Die Schalteinrichtungen können Piezoelemente enthalten.
Die Schalteinrichtungen können optische Geber enthalten.
Die Schalteinrichtungen können auch magnetische, induktive oder kapazitive Geber enthalten.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Meßeinrichtung zur Erzeugung eines akustischen Ausgangssignals, welches die gemessene Leitfähigkeit anzeigt, vorgesehen ist.
Dabei kann die Meßeinrichtung dazu vorgesehen sein, das akustische Ausgangssignal mit einer je nach gemessener Leitfähigkeit unterschiedlichen Tonhöhe zu erzeugen.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung kann die Meßeinrichtung dazu vorgesehen sein, mit einem tiefen Ton eine geringe Leitfähigkeit, die eine korrekte Beschichtung bedeutet, und mit einem hohen Ton eine große Leitfähigkeit, die einen Mangel der Beschichtung bedeutet, anzuzeigen.
Zusätzlich oder alternativ kann die Meßeinrichtung zur Erzeugung eines optischen Ausgangssignals, welches die gemessene Leitfähigkeit anzeigt, vorgesehen sein.
Auch kann die Meßeinrichtung zusätzlich oder alternativ zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangssignals, welches die gemessene Leitfähigkeit anzeigt, vorgesehen sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Einrichtung als manuell bedienbares Gerät vorgesehen, welches einen Handgriff für seine Handhabung aufweist.
Die Einrichtung kann eine eigene Stromquelle aufweisen.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigt:
1 in einer schematisierten perspektivischen Ansicht ein Bauteil, welches auf seine Beschichtung hin zu überprüfen ist, sowie eine dafür vorgesehene Meßeinrichtung, welches stark vereinfacht dargestellt ist, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;
2a) und 2b) eine vergrößerte perspektivische Querschnittsdarstellung, welche das zu überprüfende Bauteil mit korrekter Beschichtung bzw. mit einem Mangel der Beschichtung zeigt;
3 ein schematisiertes Schaltbild einer Einrichtung zur Überprüfung der Beschichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
4a) und 4b) perspektivische Ansichten der erfindungsgemäßen Einrichtung, wobei deren Aufbau bzw. deren Handhabung gezeigt sind.
In 1 ist ein Bauteil 1 gezeigt, welches durch Anodisierung, insbesondere durch TSA-Anodisierung mit einer Beschichtung versehen ist. Das Bauteil 1 kann ein Leichtmetallteil, insbesondere ein Aluminiumbauteil sein, wie es in großer Anzahl beispielsweise im Flugzeugbau Verwendung findet.
2a) zeigt im Querschnitt eine auf dem Bauteil 1 korrekt aufgebrachte Anodisierungsschicht 8, welche bei dem in 2b) gezeigten Querschnitt aufgrund eines Mangels, beispielsweise einer mangelhaften oder fehlenden Kontaktierung bei der Anodisierung fehlt.
Zur Überprüfung der Anodisierungsschicht wird der Oberflächenwiderstand an der Oberfläche 7a bzw. 7b des Bauteils 1 gemessen, und die Beschichtung 8 für gut befunden, wenn der Oberflächenwiderstand höher als ein vorgegebener hoher Widerstandswert bzw. die Leitfähigkeit niedriger als ein vorgegebener niedriger Leitfähigkeitswert ist. Bei einer durch TSA-Anodisierung erzeugten korrekten Beschichtung ist der Widerstand praktisch "unendlich", die Leitfähigkeit also praktisch null.
Die in 3 in einem schematischen Schaltbild gezeigte Einrichtung zur Überprüfung der Anodisierungsschicht 8 verfügt über zwei Kontaktelektroden 2, 3, die an jeweiligen Tastern 12, 13 angeordnet sind. Die Taster 12, 13 sind nachgiebig ausgebildet. Die Kontaktelektroden 2, 3 sind zum Aufsetzen auf die Oberfläche des zu prüfenden Bauteils 1 unter einem vorgegebenen Kontaktdruck vorgesehen, welcher sicherstellt, dass ein guter elektrischer Kontakt zwischen den Elektroden 2, 3 und der zu prüfenden Oberfläche 7a bzw. 7b des Bauteils 1 hergestellt ist. Mit den Tastern 12, 13 ist eine Freigabeeinrichtung 15 gekoppelt, welche bei Erreichen des für eine korrekte Messung vorgegebenen Kontaktdrucks ein Freigabesignal erzeugt.
Zur Messung der Leitfähigkeit der Oberfläche 7a, 7b des zu prüfenden Bauteils 1 ist eine Leitfähigkeitsmeßeinrichtung 16 vorgesehen, welche die Leitfähigkeit des Bauteils 1 zwischen den Kontaktelektroden 2, 3 mißt und bei Vorliegen des Freigabesignals von der Freigabeeinrichtung 15 ein Ausgangssignal erzeugt, welches die gemessene Leitfähigkeit anzeigt. Die Meßeinrichtung 16 ist in der schematischen Darstellung von 1 durch eine Stromquelle 4 und ein Strommeßgerät 5 gezeigt, welches über die Kontaktelektroden 2, 3 und das zu prüfende Bauteil 1 in einem geschlossenen Stromkreis in Serie mit der Stromquelle 4 geschaltet ist. Dies ist jedoch nur eine vereinfachte Darstellung, welches das Prinzip illustrieren soll.
Die Leitfähigkeitsmeßeinrichtung 16 erzeugt ein Ausgangssignal, welches zumindest zwischen einem gemessenen niedrigen Leitfähigkeitswert, der eine korrekte Beschichtung 8 bedeutet, und einem gemessenen hohen Leitfähigkeitswert, der einen Mangel der Beschichtung 8 bedeutet, unterscheidet.
Die Meßeinrichtung 16 des hier beschriebenen Ausführungsbeispiels ist zur Erzeugung eines akustischen Ausgangssignals vorgesehen, welches die gemessene Leitfähigkeit anzeigt. Das akustische Ausgangssignal, das mittels eines Akustikwandlers 17 erzeugt wird, hat je nach der gemessenen Leitfähigkeit eine unterschiedliche Tonhöhe, nämlich einen tiefen Ton bei geringer Leitfähigkeit, die eine korrekte Beschichtung 8 bedeutet, dieser tiefe Ton kann beispielsweise eine Frequenz von 800 Hz haben, und einen hohen Ton bei großer Leitfähigkeit, die einen Mangel der Beschichtung 8 bedeutet, der hohe Ton kann beispielsweise eine Frequenz von 4.000 Hz haben.
Zusätzlich oder alternativ kann die Meßeinrichtung 16 auch ein optisches Ausgangssignal als Anzeige für die gemessene Leitfähigkeit oder ein elektrisches Ausgangssignal abgeben. Das elektrische Ausgangssignal kann beispielsweise in einer Datenverarbeitungseinrichtung protokolliert werden, wenn eine große Anzahl von Teilen gemessen wird.
Die Freigabeeinrichtung 15 verfügt über Schalteinrichtungen 12a, 13a, die mit den Tastern 12, 13 gekoppelt sind, welche jeweils bei Erreichen des für eine zuverlässige Kontaktierung vorgegebenen Kontaktdrucks geschaltet werden, und die Freigabeeinrichtung 15 erzeugt das besagte Freigabesignal, wenn beide Schalteinrichtungen 12a, 13a geschaltet sind, also beide Kontaktelektroden 2, 3 zuverlässig an dem Bauteil 1 anliegen.
Die Taster 12, 13 sind in einer solchen Weise federn elastisch gelagert oder ausgebildet, und/oder die Schalteinrichtungen 12a, 13a federn elastisch ausgebildet, dass bei Erreichen des vorgegebenen Kontaktdrucks die mit den Tastern 12, 13 gekoppelten Schalteinrichtungen 12a, 13a geschaltet werden und damit das besagte Freigabesignal erzeugt wird. Die Taster, 12, 13 können longitudinal oder transversal nachgiebig sein, oder eine Kombination davon, und die Kontaktelektroden 2, 3 können im Bereich der Spitzen der Taster 12, 13 so angeordnet sein, dass sie sowohl bei longitudinaler oder transversaler Kontaktierung oder bei einer Mischung davon den Kontakt herstellen. Die Schalteinrichtungen 12a, 13a können elektrische Schaltkontakte enthalten oder es können beispielsweise auch Einrichtungen sein, welche ein durch Dehnungsmeßstreifen, durch Piezoelemente, durch optische oder magnetische, induktive oder kapazitive Geber erzeugtes, den vorgegebenen Kontaktdruck repräsentierendes Signal erzeugen.
Wie die 4a) und 4b) zeigen, ist die Prüfeinrichtung des dargestellten Ausführungsbeispiels in Form eines manuell bedienbaren Geräts ausgebildet, welches einen Handgriff 19 für seine Handhabung aufweist. Das Gerät verfügt über eine eigene Stromquelle 4 und ist als kleines leichtes und dennoch robustes Gerät ausgebildet, welches für eine Überprüfung einer großen Anzahl von Bauteilen in kurzer Zeit geeignet ist. Die Meßzeit für die Überprüfung eines einzelnen Bauteils kann weniger als 0,5 Sekunden, sogar weniger als 0,3 Sekunden betragen.

1: Bauteil
2: Kontaktelektrode
3: Kontaktelektrode
4: Stromquelle
5: Meßgerät
7a: Oberfläche
7b: Oberfläche
8: Anodisierschicht
10: Prüfeinrichtung
12: Taster
12a: Schalteinrichtung
13: Taster
13a: Schalteinrichtung
15: Freigabeeinrichtung
16: Leitfähigkeitsmeßeinrichtung
17: akustische Anzeigeeinrichtung
19: Handgriff

Claims

Einrichtung zur Überprüfung von durch Anodisierung, insbesondere durch TSA-Anodisierung beschichteten Leichtmetallteilen, insbesondere Aluminiumbauteilen auf ihre Beschichtung (8), dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung zwei an jeweiligen nachgiebigen Tastern (12, 13) angeordnete Kontaktelektroden (2, 3) , die zum Aufsetzen auf die Oberfläche (7a, 7b) des zu prüfenden Bauteils unter einem vorgegebenen Kontaktdruck vorgesehen sind, aufweist, sowie eine mit den Tastern (12, 13) gekoppelte Freigabeeinrichtung (15), welche bei Erreichen des vorgegebenen Kontaktdrucks ein Freigabesignal erzeugt, und eine zur Messung der Leitfähigkeit der Oberfläche (7a, 7b) des zu prüfenden Bauteils (1) mit den Kontaktelektroden (2, 3) und zur Aufnahme des Freigabesignals mit der Freigabeeinrichtung (15) gekoppelte Leitfähigkeitsmeßeinrichtung (16), welche die Leitfähigkeit der Oberfläche (7a, 7b) des zu prüfenden Bauteils (1) zwischen den Kontaktelektroden (2, 3) mißt und bei Vorliegen des Freigabesignals ein die gemessene Leitfähigkeit anzeigendes Ausgangssignal erzeugt, welches zumindest zwischen einem gemessenen niedrigen Leitfähigkeitswert, der eine korrekte Beschichtung (8) bedeutet, und einem gemessenen hohen Leitfähigkeitswert, der einen Mangel der Beschichtung (8) bedeutet, unterscheidet.
Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Freigabeeinrichtung (15) mit den nachgiebigen Tastern (12, 13) gekoppelte Schalteinrichtungen (12a, 13a) enthält, welche jeweils bei Erreichen des vorgegebenen Kontaktdrucks geschaltet werden, und dass die Freigabeeinrichtung (15) das Freigabesignal erzeugt, wenn beide Schalteinrichtungen (12a, 13a) geschaltet sind.
Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Taster (12, 13) in einer solchen Weise federnd elastisch gelagert oder federnd elastisch ausgebildet und mit den Schalteinrichtungen (12a, 13a) gekoppelt sind, dass bei Erreichen des vorgegebenen Kontaktdrucks die Schalteinrichtungen (12a, 13a) geschaltet werden.
Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen (12a, 13a) federnd elastisch ausgebildet und mit den Tastern (12, 13) gekoppelt sind und bei Erreichen des vorgegebenen Kontaktdrucks geschaltet werden.
Einrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen (12a, 13a) elektrische Schaltkontakte enthalten.
Einrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen (12a, 13a) Dehnungsmeßstreifen enthalten.
Einrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen (12a, 13a) Piezoelemente enthalten.
Einrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen (12a, 13a) optische Geber enthalten.
Einrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtungen (12a, 13a) magnetische, induktive oder kapazitive Geber enthalten.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Meßeinrichtung (16) zur Erzeugung eines akustischen Ausgangssignals, welche die gemessene Leitfähigkeit anzeigt, vorgesehen ist.
Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Meßeinrichtung (16) dazu vorgesehen ist, das akustische Ausgangssignal (17) mit einer je nach gemessener Leitfähigkeit unterschiedlichen Tonhöhe zu erzeugen.
Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Meßeinrichtung dazu vorgesehen ist, mit einem tiefen Ton eine geringe Leitfähigkeit, die eine korrekte Beschichtung (8) bedeutet, und mit einem hohen Ton eine große Leitfähigkeit, die einen Mangel der Beschichtung (8) bedeutet, anzuzeigen.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Meßeinrichtung (16) zur Erzeugung eines optischen Ausgangssignals, welches die gemessene Leitfähigkeit anzeigt, vorgesehen ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Meßeinrichtung (16) zur Erzeugung eines elektrischen Ausgangsignals, welche die gemessene Leitfähigkeit anzeigt, vorgesehen ist.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung als manuell bedienbares Gerät vorgesehen ist, welches einen Handgriff (19) aufweist.
Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung eine eigene Stromversorgungsquelle (4) aufweist.