Claims (1)
82901722.7 M82901722.7 M.
; ;' PATENTANSPRÜCHE , ; ; ' PATEN,
1. Verfahren zur Feststellung eines Bruchs in einem Gegenstand (1) aus zerbrechlichem Material, dadurch
gekennzeichnet,daß eine Kraft (F, R) auf1. A method for detecting a break in an object (1) made of fragile material, thereby
characterized in that a force (F, R) on
. · ·. t : ■■'' i den Gegenstand ausgeübt wird, die in demselben
eine Spannung von einer solchen Größe erzeugt, daß ein bereits bestehender Bruch {2) in dem
Gegenstand durch Vergrößerung ausgebreitet wird und daß während der Kraftausübung Ultraschallschwingungen
erfaßt werden, die unmittelbar und ausschließlich durch die Ausbreitung des Bruches
erzeugt werden.. · ·. t: ■■ '' i the object is exerted, which generates a tension in it of such a magnitude that an already existing break {2) in the object is expanded by magnification and that during the exertion of force ultrasonic vibrations are detected which are immediate and generated solely by the spread of the fracture.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erfassung der Ultraschallschwingungen
Schwingungen im Frequenzbereich von 10 000 Hz bis 2 MHz erfaßt werden.2. The method according to claim 1, characterized in that when detecting the ultrasonic vibrations
Vibrations in the frequency range from 10,000 Hz to 2 MHz can be detected.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Erfassung der Ultraschallschwingungen
ein Flüssigkeitsstrom (76), der sich im wesentlichen in laminarer Strömung befindet, gegen den
zerbrechlichen Gegenstand (26) gerichtet wird, wodurch Schwingungen des Gegenstandes längs des
Flüssigkeitsstroms zurückübertragen werden, und daß die Schwingungen in dem Flüssigkeitsstrom mit
Hilfe eines Wandlers (94) erfaßt werden.3. The method according to claim 2, characterized in that when detecting the ultrasonic vibrations
a flow of liquid (76) which is in substantially laminar flow against the
fragile object (26) is directed, causing vibrations of the object along the
Liquid flow are transmitted back, and that the vibrations in the liquid flow with
With the help of a transducer (94) can be detected.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß der Flüssigkeitsstrom (76) kontinuierlich ist, daß der zerbrechliche Gegenstand (26) in den Strom
eingebracht wird und daß die Kraft auf den Gegen-4. The method according to claim 3, characterized in that
that the flow of liquid (76) is continuous, that the fragile object (26) is in the flow
is introduced and that the force on the opposing
η η ■"" r."η η ■ "" r . "
stand ausgeübt wird, während sich der Gegenstand in dem Strom befindet.stand is exercised while the object is in the stream.
5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Ausübung einer Kraft (F, R) auf den
Gegenstand (1) eine Druckbelastung ausgeübt wird.5. The method according to claim 2, characterized in that when a force (F, R) is applied to the
Object (1) a pressure load is exerted.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Druckbelastung auf den Gegenstand in einer solchen Richtung ausgeübt wird, daß Spannungen
erzeugt werden, die in dem Gegenstand (1) Komponenten in mindestens zwei Dimensionen aufweisen.6. The method according to claim 5, characterized in that
that the compressive load is exerted on the object in such a direction that tensions
which have components in at least two dimensions in the object (1).
7. Verfahren nach Anspruch 5, wobei die Form des Gegenstandes (1) eine Mittelachse (8) aufweist, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Druckbelastung (F) auf den Gegenstand in axialer Richtung ausgeübt wird.7. The method according to claim 5, wherein the shape of the object (1) has a central axis (8), thereby
characterized in that a compressive load (F) is exerted on the object in the axial direction.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckbelastung (F) auf den Gegenstand (26)
durch das Herbeiführen einer in Bezug auf den Gegenstand axialen Relativbewegung zwischen dem
Gegenstand und mindestens einem Kraftüberträger8. The method according to claim 7, characterized in that the pressure load (F) on the object (26)
by bringing about an axial relative movement with respect to the object between the
Object and at least one power transmitter
(50) ausgeübt wird, wobei der bzw. die Kraftübertrager so geformt ist bzw. sind, daß sowohl in
axialer wie in radiale'r Richtung Kräfte auf den Gegenstand ausgeübt werden.(50) is exercised, the or the force transmitter is or are shaped so that both in
forces are exerted on the object both axially and in the radial direction.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Form des Gegenstandes (1) eine Mittelachse (8) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß
bei der Kraftausübung auf den Gegenstand eine Torsionskraft auf den Gegenstand um seine Mittelachse
ausgeübt wird.9. The method according to any one of the preceding claims,
the shape of the object (1) having a central axis (8), characterized in that
when the force is exerted on the object, a torsional force is exerted on the object about its central axis
is exercised.
η ηη η
U UU U
10. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Form des Gegenstandes (1) eine Mittelachse '(8) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß' 'der Gegenstand mindestens
einmal um seine Mittelachse gedreht wird, ··■·■■■■·■ unQ zwar mindestens während der Kraftausübung auf10. The method according to claim 2, wherein the shape of the object (1) has a central axis (8), characterized in that “the object is rotated at least once about its central axis, ·· ■ · ■■■■ · ■ un Q at least during the exertion of force
* den Gegenstand,1 wodurch eine radiale ■ Kraftkompo-* the object, 1 whereby a radial ■ power component
' ■ '■ nente (R) über den Gesamtumfang des Gegenstandes
gerichtet wird.'■' ■ nente (R) over the entire scope of the object
is judged.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei der11. The method according to any one of claims 5 to 8 or claim 10, characterized in that in the
-' ' Erfassung der Ultraschallschwingungen ein im - ' ' Recording of the ultrasonic vibrations an im
wesentlichen laminarer strömender Flüssigkeitsstrom (76) gegen den zerbrechlichen Gegenstand (26
gerichtet wird, wodurch Schwingungen des Gegen-Standes
längs des Flüssigkeitsstrom^ nach rückwärts übertragen werden, und daß die Schwingungen
in dem Flüssigkeitsstrom durch einen Wandler (94) erfaßt werden.substantial laminar flowing liquid flow (76) against the fragile object (26
is directed, causing vibrations of the object
along the liquid flow ^ are transmitted backwards, and that the vibrations
in the liquid flow can be detected by a transducer (94).
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8 oder Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der zer-12. The method according to any one of claims 5 to 8 or claim 10, characterized in that the zer-
' brechliche Gegenstand (26) in einen kontinuierlich
und im wesentlichen laminar fließenden Flüssigkeitsstrom (76) eingeführt und die Kraft ausgeübt
wird, während der Gegenstand sich in dem Strom befindet, wodurch Schwingungen von dem Gegenstand'fragile object (26) in one continuous
and a substantially laminar flowing stream of liquid (76) introduced and the force applied
while the object is in the stream, causing vibrations from the object
längs des Flüssigkeitsstroms rückwärts übertragen werden, und daß die Schwingungen in dem Flüssigkeitsstrom
mit Hilfe eines Wandlers (94) erfaßt werden. ; are transmitted backwards along the liquid flow, and that the vibrations in the liquid flow are detected with the aid of a transducer (94). ;
η ρ Γ- ^ ιη ρ Γ - ^ ι
4 -4 -
13. Verfahren zur Überwachung einer Folge'von im"'
wesentlichen ähnlichen Gegenständen (26fi) aus zerbrechlichem
Material zur Erkennung jedes' möglicherweise einen Bruch aufweisenden Gegenstandes, dadurch
gekennzeichnet, daß auf jeden der aufeinanderfol13. A method for monitoring a sequence of essentially similar objects (26 fi ) made of fragile material for the detection of each object possibly having a break, characterized in that on each of the successive
genden Gegenstände eine Kraft zur Erzeugung einer Spannung in demselben in einer solchen Größe ausgeübt
wird, daß durch Vergrößerung'jeder bereits existierende Bruch in dem Gegenstand ausgebreitet
wird und daß während der Kraftausübuhg die unmittelbar
und ausschließlich durch die Ausbreitung des
Bruches erzeugten Ultraschallschwingungen erfaßt werden. ' A force for producing a tension in the same is exerted in such a large amount
that by magnification 'any pre-existing break in the object will be expanded
and that during the exercise of the force immediately
and solely through the spread of the
Bruches generated ultrasonic vibrations can be detected. '
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet,
daß bei der Erfassung der Ultraschallschwingungen Schwingungen in dem Frequenzbereich von 10.000 PIz
bis 2 MHz erfaßt werden.14. The method according to claim 13, characterized in that
that when detecting the ultrasonic vibrations, vibrations in the frequency range of 10,000 PIz
up to 2 MHz can be detected.
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zerbrechlichen Gegenstände' (26) der Reihe
nach in einen kontinuierlich und im wesentlichen15. The method according to claim 14, characterized in that the fragile objects' (26) of the row
after in one continuous and substantial
laminar f1ießenden Flüssigkeitsstronv (76) eingeführt
werden, daß die Kraft auf jeden folgenden Gegenstand ausgeübt wird, während der Gegenstand
: sich in dem Strom befindet, wodurch Schwingungen ' des Gegenstandes rückwärts längs des Flüssigkeitsstromes
übertragen werden, und daß die Schwingungen in dem Flüssigkeitsstrom mit Hilfe eines Wandlers
• : ' ■■' ! ' :: (94 ) erfaßt werden. ' : ' ' · ! laminar flowing liquid stream (76) that the force is exerted on each following object while the object : is in the stream, whereby vibrations of the object are transmitted backwards along the liquid stream, and that the vibrations in the liquid stream with the aid of of a converter • : '■■' ! ' :: (94) can be detected. ' : ''· !
ο c c: ο cc :
_ er __ he _
.16. Verfahren nach einem der Ansprüche 13 bis 3 5, ·■.;,.......16. Method according to one of Claims 13 to 3 5, · ■.;, ......
dadurch gekennzeichnet, daß jeder als mit einem
Bruch behaftet erkannte Gegenstand (26) von den nicht so identifizierten Gegenständen fortgelenkt,
wird. ■.-..-.,:.,characterized in that each as having a
Detected object (26) with breakage deflected away from the objects not identified in this way,
will. ■.-..-.,:.,
17. Vorrichtung zur Brucherkennung in einem Gegenstand (26) aus zerbrechlichem Material, .gekenn- ..,
zeichnet durch eine einen zerbrechlichen Gegenstand tragende Bühne (22), einen in der Nähe der <
, Bühne (50). angeordneten Kraftspender, eine An- .
triebsvorrichtung (52) für die Erzeugung einer :
Relativbewegung zwischen der Bühne und dem Kraftspender, wodurch von letzterem eine Kraft auf einen
von der bühne getragenen Gegenstand derart ausgeübt wird, daß in dem Gegenstand eine Spannung von17. Device for break detection in an object (26) made of fragile material, .gekenn- .., characterized by a fragile object carrying stage (22), one near the <, stage (50). arranged power dispenser, an on. drive device (52) for generating a : relative movement between the stage and the power dispenser, whereby the latter exerts a force on an object carried by the stage in such a way that a tension of
einer solchen Größe herbeigeführt wird, daß.ein
: in dem Gegenstand bereits existierender Bruch sich durch Vergrößerung ausbreitet, und einen in der
Nähe des Kraftspenders angeordneten Ultraschal1-detektor
(74, 94), der während der Kraftausübung die unmittelbar und ausschließlich von der Ausbreitung des Bruches selbst erzeugten Ultraschallschwingungen
erfaßt.such a size is brought about that.a
: fracture already existing in the object spreads by magnification, and one in the
Ultrasonic detector located near the power donor
(74, 94), the ultrasonic vibrations generated directly and exclusively by the propagation of the fracture itself during the exertion of force
recorded.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ultraschalldetektor Schwingungen im Frequenzbereich von 10.000 Hz bis 2 MHz erfaßt.18. The device according to claim 17, characterized in that
that the ultrasonic detector detects vibrations in the frequency range from 10,000 Hz to 2 MHz.
19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschalldetektor einen Wandler (94) für
die Übertragung elektrischer Signale in Abhängigkeit von Ultraschallschwingungen, eine den Wandler
haltende befestigungsvorrichtung (74), welche den19. The device according to claim 18, characterized in that the ultrasonic detector has a transducer (94) for
the transmission of electrical signals depending on ultrasonic vibrations, one the transducer
holding fastening device (74), which the
00015130001513
Wandler mit einem von der Bühne (22) getragenen zerbrechlichen Gegenstand (26) körperlich verbindet
und welche mit dem Kraftspender (50) im Kontakt steht, wodurch die Ultraschallschwingungen
augenblicklich zum Wandler übertragbar sind, und eine elektrisch mit dem Wandler verbundene Funktions-Einrichtung
(96) umfaßt, welche mindestens. eine vorbestimmte Funktion in Abhängigkeit von
den elektrischen Signalen ausführt.Physically connecting the transducer to a fragile object (26) carried by the stage (22)
and which is in contact with the power dispenser (50), whereby the ultrasonic vibrations
are instantly transferable to the converter, and a functional device electrically connected to the converter
(96) includes which at least. a predetermined function depending on
carries out the electrical signals.
20. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Ultraschalldetektor eine Flüssigkeit
führende Vorrichtung (74) umfaßt, die einen Flüssigkeitsstrom (76) mit im wesentlichen laminarer Strömung
gegen einen von der Bühne (22) getragenen und unter Einwirkung des Kraftspenders (50) stehenden
zerbrechlichen Gegenstand (26) richtet, und daß der Detektor ferner einen der Flüssigkeit führenden
Vorrichtung zugeordneten Wandler (94) für die Übertragung elektrischer Signale in Abhängigkeit
von den rückwärts längs des Flüssigkeitsstroms von dem zerbrechlichen Gegenstand übertragenen Ultraschallschwingungen,
sowie eine Funktions-Einrichtung (96) umfaßt, die elektrisch mit dem Wandler für die Ausführung mindestens einer vorbestimmten
Funktion in Abhängigkeit von den elektrischen Signalen verbunden ist.20. The device according to claim 18, characterized in that the ultrasonic detector is a liquid
guiding device (74) comprising a liquid stream (76) with a substantially laminar flow
against one carried by the platform (22) and standing under the action of the power dispenser (50)
a fragile object (26) and that the detector also carries one of the liquid
Device associated converter (94) for the transmission of electrical signals as a function
from the ultrasonic vibrations transmitted backwards along the liquid stream from the fragile object,
and functional means (96) electrically connected to the transducer for performing at least one predetermined
Function depending on the electrical signals connected.
21. Vorrichtung nach Anspruch 19 oder 20, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung, die einen Weitergabeweg
(167, 190) bildet für einen Gegenstand (26), der bei Krafteinwirkung durch den Kraftspender (50)
auf ihn keine Ultraschallschwingungen erzeugt, und21. The device according to claim 19 or 20, characterized by a device which has a transfer path
(167, 190) forms for an object (26) which, when a force is applied by the force dispenser (50)
no ultrasonic vibrations are generated on it, and
durch eine Vorrichtung, die einen Ausschußweg (168, ISl) bildet für einen Gegenstand, der diese Schwingungen
erzeugt, wobei die Funktions-Einrichtung Mittel (166, 192) umfaßt, welche den Gegenstand selektiν
auf den Weitergabcweg oder den Ausschußweg entsprechend dem Vorhandensein oder der Abwesenheit
der Ultraschal!schwingungen lenken.by a device which forms a reject path (168, ISl) for an object that generates these vibrations, the functional device comprising means (166, 192) which selects the object on the transfer path or the reject path according to its presence or the absence
steer the ultrasonic vibrations.
22. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
daß der Kraftspender ein kraftausübendes Teil (5, 50) für die Ausübunc einer linearen Kraft auf22. The device according to claim 18, characterized in that
that the force dispenser has a force-exerting part (5, 50) for the exertion of a linear force
einen Gegenstand in Richtung auf die Bühne (3, 22) umfaßt.comprises an object towards the stage (3, 22).
23. Vorrichtung ne.ch Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet,
caß der Kraftsper.der (10) mindestens eine Kraft übertragende, der. Gegenstand kontaktierende Fläche
.(11) aufweist, die εο orientiert ist, daß die Kraft
auf den Gegenstand in einer oder mehreren Richtungen so einwirkt, daß die dadurch in dem Gegenstand
induzierten Spannungen Komponenten (F, R) in mindestens zwei Richtungen aufweisen.23. Device ne.ch claim 18, characterized in that
caß der Kraftsper.der (10) at least one force-transmitting, the. Object contacting surface
. (11) which is εο oriented that the force
acts on the object in one or more directions so that the thereby in the object
induced voltages have components (F, R) in at least two directions.
24. Vorrichtung nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspender ein kraftausübendes Teil
(10) mit mindestens einer Kraft übertragenden
Fläche (11) aufweist, die zur Richtung der relativen Linearbewegung zwischen dem kraftausübenden Teil24. The device according to claim 23, characterized in that the force dispenser has a force-exerting part (10) with at least one force-transmitting part
Has surface (11) facing the direction of the relative linear movement between the force-exerting part
(10) und der Bühne für den Gegenstand geneigt ist.(10) and the stage for the object is inclined.
25. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspender (50) eine um die eigene
Achse drehbare Rolle und eine operativ mit der Rolle25. The device according to claim 18, characterized in that the power dispenser (50) has one around its own
Axis rotatable roller and one operational with the roller
00015130001513
verbundene Belastungsvorrichtung (52) für die Ausübung einer elastischen Belastungskraft mit einer
senkrecht zu der Achse der Rolle gerichteten Hauptkomponente aufweist.connected loading device (52) for exerting an elastic loading force with a
having main component directed perpendicular to the axis of the roller.
26. Vorrichtung nach Anspruch 18, gekennzeichnet durch eine.Transportvorrichtung (22, 180, 161) für den
Transport einer Folge von allgemein einander ähnlichen, zerbrechlichen Gegenständen (26), die von
der Bühne (22, 163) längs einer eine Prüfstation (46, 165) bildendeniPrüfstrecke unterstützt werden,
wobei der Kraftspender und der Ultraschalldetektor jeweils Elemente (50, 74, 158) für den operativen
Kontakt mit jedem der aufeinanderfolgenden Gegenstände
an der Prüfstation enthalten.26. The device according to claim 18, characterized by ein.Transportvorrichtung (22, 180, 161) for the
Transporting a series of generally similar, fragile objects (26) which are transported by
the stage (22, 163) are supported along a test section forming a test station (46, 165),
wherein the power donor and the ultrasonic detector each have elements (50, 74, 158) for the operative
Contact with each of the successive objects
included at the test station.
27. Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspender eine um die eigene Achse
drehbare Rolle (50) sowie eine operativ mit der Rolle verbundene Belastungsvorrichtung (52) umfaßt,
wobei die Achse der letzteren quer zu der Prüfstrecke verläuft und die Belastungsvorrichtung so angeordnet
ist, daß sie eine elastische Belastungskraft auf die Rolle mit einer zu deren Achse und zu der
Prüfstrecke senkrecht stehenden Hauptkomponente ausübt. 27. The device according to claim 26, characterized in that the power dispenser is one about its own axis
a rotatable roller (50) and a loading device (52) operatively connected to the roller,
the axis of the latter being transverse to the test section and the loading device so arranged
is that it exerts an elastic loading force on the roller with one to its axis and to the
Main component standing perpendicular to the test track.
28. Vorrichtung nach Anspruch 27, wobei die Rolle (50)
für die Kontaktierung mit jedem der aufeinander folgenden Gegenstände mindestens eine koaxiale, kraftübertragende
Fläche (11) aufweist, deren Erzeugende bezüglich der Hauptkomponente der Belastungskraft so
, geneigt ist, daß die Kraft auf den Gegenstand (26)28. The device according to claim 27, wherein the roller (50)
for the contact with each of the successive objects at least one coaxial, force-transmitting
Has surface (11), the generatrix of which with respect to the main component of the loading force so
, is inclined that the force on the object (26)
0 0 81510 0 8151
in einer Richtung ausgeübt wird, daß die in dem Gegenstand induzierten Spannungen Komponenten sowohl
parallel wie auch quer zu der Hauptkomponente aufweisen.is exerted in a direction that the stresses induced in the object are both components
have parallel as well as transverse to the main component.
29. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspender eine Torsionsvorrichttung
(150) für die Induzierung einer Torsionskraft in dem Gegenstand (26) umfaßt.29. The device according to claim 18, characterized in that the power dispenser is a torsion device
(150) for inducing a torsional force in the object (26).
30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspender zwei in
entgegengesetzter Richtung bewegbare, den Gegenstand kontaktierende Bauteile (150) umfaßt, um auf
jedem Gegenstand (26) in der Prüfstation eine Torsionskraft um eine senkrecht zu der Prüfstrecke
liegende Achse auszuüben.30. Device according to one of claims 26 to 28, characterized in that the power dispenser has two in
opposite direction movable, the object-contacting components (150) comprises to
each object (26) in the test station a torsional force about a perpendicular to the test section
exercise lying axis.
31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftspender zwei endlose
Riemen (150) umfaßt, deren jeder einen den Gegenstand kontaktierenden, allgemein parallel zu
der Prüfstrecke verlaufenden Abschnitt aufweist, wobei einer der Abschnitte in der Vorschubrichtung
der Gegenstände längs der Prüfstrecke und der andere Abschnitt in der Gegenrichtung bewegbar ist,
so daß auf jeden Gegenstand in der Prüfstation eine Torsionskraft um eine senkrecht zu der Prüfstrecke
stehende Achse ausgeübt wird.31. Device according to one of claims 26 to 28, characterized in that the power dispenser has two endless
Belts (150), each of which comprises an article contacting, generally parallel to
the test track extending section, wherein one of the sections in the feed direction
the objects can be moved along the test track and the other section can be moved in the opposite direction,
so that on each object in the test station a torsional force about one perpendicular to the test section
standing axis is exercised.