DE745145C - Magnetpulverpruefverfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von in beliebigen Richtungen verlaufenden Fehlern in Werkstuecken - Google Patents

Description

• Magnetpulverprüfverfahren und Vorrichtung zum Bestimmen von in beliebigen Richtungen verlaufenden Fehlern in Werkstücken Bei dem bekannten Magnetpulverprüfverfahren ergibt sich bei der Feststellung von Fehlstellen in den zu untersuchenden Körpern insofern eine Schwierigkeit, als langgestreckte Fehler, beispielsweise Risse, sich nur dann getreu abbilden, wenn sie quer zur Kraftlimenrichtung verlaufen. Auch die bereits angewendete gleichzeitige Magnetisierung des Prüflings in zwei zueinander senkrechten Richtungen kann nicht zum Ziele führen, da sich dabei ein einziges resultierendes Feld ausbildet.
• Um diesen Übelstand zu beheben, wird erfindungsgemäß die Magnetisierung in beliebigen Richtungen des zu prüfenden Werkstücks durch ein sich drehendes magnetisches Feld erzeugt. Hierbei kann die Drehung mit veränderlicher oder konstanter Geschwindigkeit erfolgen. Im Verlauf der Drehung des Feldes wird die Prüfstelle in zeitllcher Aufeinanderfolge nach jeder zur Oberfläche parallelen Richtung magnetisiert, wodurch man eine getreue Abbildung sämtlicher Fehler, unabhängig von deren Gestalt und Richtung, erhält.
• Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, die bekannten Arten der Magnetisierung, und zwar Gleichmagnetisierung oder Wechselmagnetisierung, bei magnetischer Durchilutung oder bei Stromdurchflutung des Werkstückes mit dem erfindungsgemäßen Verfahren der drehenden Magnetisierung zu verbinden, wobei die drehende Magnetisierung sowohl durch ein umlaufendes Gleichfeld als auch durch ein umlaufendes Wechselfeld herbeigeführt werden kann.
• Für den Fall der Magnetisierung mittels Stromdurchflutung wird eine Vorrichtung in Vorschlag gebracht, bei welcher erfindungsgemäß mehrere untereinander um gleiche Winkel versetzte, um die zu prüfende Werkstückstelle herum angeordnete Kontaktkörper vorgesehen sind, über die dem Werkstück mehrphasige Wechselströme zugeführt werden.
• Für die Stromdurchflutung mit Gleichstrom oder einphasigem Wechselstrom besteht die Vorrichtung erfindungsgemäß aus zwei beiderseits einer zur Werkstückoberfläche senkrecht stehenden Drehachse angeordneten, gegeneinander isolierten, relativ zum Äverkstüd umlaufenden Kontakten, über die der Strom zugeführt wird.
• Für den Fall der Fremdmagnetisierung des Werkstückes wird gemäß der Erfindung ein stern- oder kreuzförmiges Magnetsystem vorgeschlagen, dessen Pole gegeneinander um gleiche Winkel versetzt sind. Dieses Magnetsystem kann stillstehen oder um eine zur Werkstückoberfläche senkrechte Achse umlaufen.
• Bei stillstehendem Magnetsystem werden zweckmäßig zur Erzeugung eines wechselstromerregten Drehfeldes erfindungsgemäß die Erregerwicklungen der einzelnen Magnetschenkel in Stern- oder Polygonschaltung mit der Wechselstromquelle verbunden.
• Im Falle eines umlaufenden Magnetsystems braucht dieses nur zweipolig zu sein und wird entweder mit Gleich- oder Wechselstrom erregt.
• Nach einem weiteren Merkmal der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind zur Aufspaltung eines Stromes in mehrere Zweigströme zwecks Erregung eines drehenden Magnetfeldes ein an zwei diametral gegen überliegenden Punkten gespeister, ringförmig geschalteter Spannungsteiler und ein drehbares System von Abgreifkontakten angeordnet, von denen die letzteren gleichmäßig über den Umfang der Kontaktbahn des Spannungsteilers verteilt und mit der Erregeranordnung am Werkstück elektrisch verbunden sind.
• Bei langgestreckten Werkstücken bereitet die Aubringung des kreuz- oder sternförmigen Magneten bzw. der Kontakte Schwierigkeiten wegen der Fonn des Werkstückes. Die drehende Magnetisierung wird dadurch erreicht, daß das Werkstück in an sich bekannter Weise in seiner Längsrichtung von einem Strom durchflossen wird und daß es zugleich in an sich bekannter Weise durch einen Magneten längs magnetisiert wird, wobei der Erregerstrom des Magneten und der Durchflutungsstrom des Werkstückes gleichzeitig derart geändert werden, daß bei höchster Erregung des Magneten der Durchflutungsstrom gleich Null ist, bei größtem Durchflutungsstrom der Erregerstrom gleich Null ist.
• Zur Erläuterung der Erfindung sind in den Abb. 1 bis 3 beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.
• Abb. 1 zeigt einen kreuzförmigen Ma-Magneten, Abb. 2 die Schaltungsanordnung für die Aufspaltung eines Stromes in phasenverschobene Zweigströ. tne und Abb. 3 ein Magnetsystem für die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei langgestreckten Werkstücken.
• In Abb. 1 ist P das zu untersuchende Prüfstück, M das zur Erregung des magnetischein Drehfeldes dienende Magnetsystem, das im vorliegenden Falle ein gemeinsames Joch J in Kreuzform aufweist. E1 bis E4 sind die Erregerspulen der vier Magnetschenkel S1 bis S4. Die drehende Magnetisierung wird dadurch erreicht, daß man die Spulen E1 bis E4 mit gegeneinander um je 900 phasenverschobenen Weebseiströmen erregt. Das zwischen den Magnetschenkeln S1 bis S4 im PrüflingP umlaufende magnetische Drehfeld besitzt dabei eine Umlaufgeschwindigkeit, die der Frequenz der Wechselströme proportional ist. Diese Wechselströme hrauchen keine konstante Frequenz zu haben, man kann sie beliebig verändern. Sie müssen nur stets die gleiche Phasenverschiebung gegeneinander besitzen. Man kann also das magnetische Feld an der Prüfstelle je nach Bedarf schlleller oder langsamer drehen.
• Speist man das System durch zwei oder vierphasigen Wechselstrom, so läuft das Drehfeld mit einer der Frequenz des Drehstromsystems proportionalen Winkelgeschwindigkeit um. Andert man die Frequenz der Stromquelle, so ändert man damit auch die Umlaufgeschwindigkeit des Drehfeldes. Man braucht diese Frequenz nicht konstant zu halten, sondern kann sie beliebig bis auf Null herab regeln und erreicht dadurch eine beliebige drehende Magnetisierung des Werkstückes.
• Soll das Manetfeld im Werkstück mittels Stromdurchflutung des Werkstückes erregt werden, so ordnet man an Stelle der Schenkel S1 bis S4 des in Abb. I dargestellten Magneten an denselben Stellen Kontakte an, über welche man dem ; n Werkstück zweiphasigen Wechselstrom zuführt. Man kann auch sechs oder mehr Kontakte kreisförmig um die Prüfstelle herum anordnen und dementsprechend mehrphasige Wechselströme zuführen.
• In Abb. 2 ist schematisch die Schaltanordnung für die mehrphasige Aufteilung eines Gleieb- oder Wechselstromes wiedergegeben.
• Der ringförmig geschaltete Spannungsteiler R ist an zwei einander diametral gegenüberliegen, den Punkten an die Stromquelle angeschlossen. Im vorliegenden Falle ist dieser Spannungsteiler ein Ringwiderstand. tber dem Ringwiderstand ist ein kreuzförmiger TragkörperT drehbar angeordnet, drerSchleifkontakte K1 bis K4 trägt, die gegeneinander und gegen den Tragkörper elektrisch isoliert sind. Die Schleifkontakte stehen mit der Magnetisierungsanordnung am Werkstück in leitender Verbindung. In Abb. 2 ist beispielsweise eine solche Verbindung mit den Erregerspulen E1 bis Eq des oben beschriebenen kreuzförmigen Magneten dargestellt. Bei der in Abb. 2 dargestellten Lage des Kontaldkreuzes führen die Kontakte K1 und K8 ein Strommaximum, während die Kontakte K und 1C4 vollkommen stromlos sind. Es werden also in diesem Augenblick die Spulen Et und E3 vom Maximum des Erregerstromes durchflossen, während der Erregerstrom in den Spulen E2 und E4 Null ist. Dreht man das Kontaktkreuz T in der Pfeilrichtung, so gelangen die Kontaktes, und K3 allmählich in die Nullage, während K2 und K4 in die Lage des größten Stromes kommen. Damit wandert die Richtung der Erregung von E1 und E3 nach E2 und E4. Dreht man die Kontakte wieder um 900 weiter, so liegt die Richtung der Erregung in E8-E1 usw. Mithin ergibt sich bei einer vollständigen Drehung des Kontaktkreuzes eine vollständige Drehung des Erregerfeldes und damit des Flusses im Werkstück. Bei Wechselstrom wird man als Spannungsteiler zweckmäßig eine Spannungsteilerdrossel oder einen Spannungsteilertransformator verwenden, auch wird man bei größeren Stromstärken die Kontaktbahn vom eigentlichen Spannungsteiler trennen. Es kann also jede in Ring oder Polygon geschaltete Spannungsteileranordnung verwendet werden, wenn. man nur von ihr mehrere gegeneinander phasenverschobene Ströme abgreifen kann.
• In Abb. 3 stellt P ein langgestrecktes Werkstück dar, beispielsweise eine Welle 0. dgl.
• In bekannter Weise wird das Werkstück in seiner Längsrichtung von einem Strom durchflossen, der bei 1C1 eintritt und bei K2 austritt. Dieser Strom erregt im Werkstück ein magnetisches Feld, welches die Querschnitte in bekannter Weise in tangentialer Richtung, also senkrecht zur Längsrichtung, durchsetzt.
• Auß'erdem wird in ebenfalls bekannter Weise durch den Magneten M, dessen Schenkel Sj und S2 durch Zwischenlagen Z1 und Z2 elektrisch isoliert auf dem Werkstück aufsitzen, ein längs gerichtetes Magnetfeld erzeugt. Der Durchflutungsstrom des Werkstückes und der Erregerstrom des Magneten werden dabei gleichzeitig derart geändert, daß bei höchster Erregung des Magneten der Durchflutungsstrom Null ist und bei größtem Durchflutungsstrom der Erregerstrom Null ist. Das kann durch Anschluß der Erregerspulen E1 und E2 und der Kontaktes, und K2 an die Phasen eines Zwei- bzw. Vierphasennetzes erzielt werden, man wird jedoch vorteilhafter einen Gleich- oder einphasigen Wechselstrom in geeigneter Weise, wie z.B. nach Abb.2 beschrieben, in zwei- bzw. vierphasigen Strom aufspalten.
• An Stelle des Magneten kann man in bekannter Weise zur Längsmagnletisierung auch eine oder mehrere über das Werkstück gelegte Erregerspulen verwenden, deren Achsen mit der Längsachse des Werkstückes zusammenfallen.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE: 1. Magnetpulverprüfverfahren zum Bestimmen von in beliebigen Richtungen verlaufenden Fehlern in Werkstücken, bei dem das Werkstück in verschiedenen Richtungen magnetisiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisierung in beliebigen Richtungen des zu prüfenden Werkstückes durch ein sich drehendes magnetisches Feld erzeugt wird.
2. 2. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der das Magnetfeld mittels Stromdurchflutung des Werkstückes erzeugt wird, gekennzeichnet durch mehrere untereinander um gleiche Winkel versetzte, um die zu prüfende Werkstückstelle herum angeordnete Kontaktkörper, über die dem Werkstück mehr phasige Wechselströme zugeführt werden.
3. 3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei der das Magnetfeld mittels Stromdurchflutung des Werkstückes erzeugt wird, gekennzeichnet durch zwei beiderseits einer zur Werkstückoberfläche senkrecht stehenden Drehachse angeordnete, gegeneinander isolierte, relativ zum Werkstück umlaufende Kontakte, über die dem Werkstück Gleichstrom oder einphasiger Wechselstrom zugeführt wird.
4. 4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch ein kreuz- oder sternförmiges Magnetsystem, dessen Pole gegeneinander um gleiche Winkel versetzt sind.
5. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines wechseistromerregten Magnetfeldes mittels eines Elektromagneten die Erregerwicklungen in Stern- oder Polygonschaltung mit der Wechselstromquelle verbunden sind.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufspaltung eines Stromes in mehrere Zweigströme zwecks Erregung eines drehenden Magnetfeldes ein an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten gespeister, ringförmig geschalteter Spannungsteiler und ein drehbares System von Abgreifkontakten angeordnet sind, von denen die letzteren gleichmäßig über den Umfang der Kontaktbahn des Spannungsteilers verteilt und mit der Erregeranordnung am Werkstück elektrisch verbunden sind.

   Zur Abgrenzung des Anmeldungsgegenstandes vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: deutsche Patentschriften .... Nr. 642 163; 526 653, 413 963; USA.-Patentschriften ..... Nr. 1 946 196, 1 459 970, 1 426 384.

   Werbedrucksache Nr. 865 von Bruno Suschyzki in Berlin-Wilmersdorf über »Ferroskop-Ferroflux Vereinigte Hochleistungs-Prüfgeräte«.