(57)【要約】      （修正有）【課題】ピストン中の欠陥が正確に検出されることを可能にする、改善された非破壊（検査）方法を提供する。【解決手段】交番の電磁界を生成するための第１コイル要素６ａと、交番の電磁界を検出するための第２コイル要素６ｂとに特に適応した測定プローブ５を有する測定装置１にピストン３を供給するステップと、ピストンのピストン表面７上にて測定プローブを移動させつつ、ピストン表面の下方領域にてピストンの素材と相互作用する交番の電磁界１３が生成されるように交番の電流を第１コイル要素に供給するステップと、ピストンの素材と相互作用した電磁界により第２コイル要素に誘起された交番の電圧を評価するステップとを備える。【選択図】図２
2016153791.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関用のピストン（３）の欠陥を検出する方法であって、
ａ）交番の電磁界を生成するための第１コイル要素（６ａ）と、交番の電磁界を検出するための第２コイル要素（６ｂ）とに特に適応した測定プローブ（５）を有する測定装置（１）に前記ピストン（３）を供給するステップと、
ｂ）前記ピストン（３）のピストン表面（７）上にて前記測定プローブ（５）を移動させつつ、前記ピストン表面（７）の下方領域にて前記ピストン（３）の素材と相互作用する交番の電磁界（１３）が生成されるように交番の電流（Ｉ１）を前記第１コイル要素（６ａ）に供給するステップと、
ｃ）前記ピストン（７）の素材と相互作用した前記電磁界（１８）により前記第２コイル要素（６ｂ）に誘起された交番の電圧（Ｕ２）を評価するステップとを備えた方法。
【請求項２】
請求項１記載の方法において、
前記方法の実行のために、第１巻線（８ａ）を持つ第１コイル要素（６ａ）が設けられ、当該第１巻線は前記第１コイル要素（６ａ）の第１シェル要素（１７ａ）の上に配置され、
前記方法の実行のために、第２巻線（８ｂ）を持つ第２コイル要素（６ｂ）が設けられ、当該第２巻線は前記第２コイル要素（６ｂ）の第２シェル要素（１７ｂ）の上に配置されていることを特徴とする方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の方法において、
前記両コイル要素（６ａ，６ｂ）は、前記ピストン表面に対して間隔（ａ）を保ちつつ前記ピストン表面（７）の上を移動させられ、
前記間隔（ａ）は、好ましくは少なくとも０．１ｍｍであることを特徴とする方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法において、
前記両コイル要素（６ａ，６ｂ）の互いに対するコイル間隔（ｓ）、及び／又は、前記両コイル要素（６ａ，６ｂ）の互いに対する傾斜角（α）は、前記方法の実行中に変化することを特徴とする方法。
【請求項５】
先行する請求項のいずれか１項に記載の方法において、
前記ステップｂ）における前記測定プローブ（５）の移動は、所定の測定経路（Ｐ）に沿って実行され、
前記測定経路（Ｐ）は、好ましくは前記ピストン表面（７）を上から見たときに蛇行形状を有することを特徴とする方法。
【請求項６】
特に先行する請求項のいずれか１項に記載の方法を実行するための、内燃機関用のピストン（３）の欠陥（２）を検出する測定装置（１）であって、
前記欠陥の検出を実行するために前記ピストン（３）が受容され得る受容装置（４）を備え、
交番の電磁界（１３）を生成し、かつその結果として前記ピストン（３）と相互作用した交番の電磁界（１３）を検出するための第１及び第２コイル要素（６ａ，６ｂ）を有する測定プローブ（５）を備え、前記第１コイル要素（６ａ）は前記第２コイル要素（６ｂ）に対して所定の間隔（ｓ）と所定の傾斜角（α）とをもって隣接して配され、
駆動ユニット（２６）を備え、これにより前記測定プローブ（５）は、前記ピストン（３）が前記受容装置（４）に受容された状態で、前記ピストン（３）の表面に対して前記間隔を保ちつつ前記ピストン表面（７）の上を所定の測定経路に沿って移動することができ、
前記第１コイル要素（６ａ）は、第１シェル要素（１７ａ）の上に配置された第１巻線（８ａ）を有し、
前記第２コイル要素（６ｂ）は、第２シェル要素（１７ｂ）の上に配置された第２巻線（８ｂ）を有する測定装置。
【請求項７】
請求項６記載の測定装置において、
前記第１巻線（８ａ）は第１軸方向（Ａ１）に沿って円筒状に延び、前記第２巻線（８ｂ）は第２軸方向（Ａ２）に沿って円筒状に延び、
前記両コイル要素（６ａ，６ｂ）は、互いに対して隣接し、かつ、前記第１軸方向（Ａ１）が前記第２軸方向（Ａ２）に対して傾斜角（α）を持つように互いに対して傾斜して配されたことを特徴とする測定装置。
【請求項８】
請求項７記載の測定装置において、
前記傾斜角（α）は、鋭角であって、好ましくは０°と４５°との間の角度であることを特徴とする測定装置。
【請求項９】
先行する請求項のいずれか１項に記載の測定装置において、
各コイル要素（６ａ，６ｂ）は、それぞれ保持要素（１２ａ，１２ｂ）に特に解放可能に受容され、
前記両保持要素（１２ａ，１２ｂ）は、好ましくは偏向及び／又は調整装置（１１）により、前記両コイル要素（６ａ，６ｂ）の前記間隔（ｓ）、及び／又は、互いに対するそれらの前記傾斜角（α）が変化可能であるように、互いに対して直線的に調整可能に、及び／又は、互いに対して傾斜可能に設計されていることを特徴とする測定装置。
【請求項１０】
請求項９記載の測定装置において、
前記両保持要素（１２ａ，１２ｂ）は、前記測定プローブ（５）の共通の本体（９）に対して、直線的に調整可能な態様で取り付けられていることを特徴とする測定装置。
【請求項１１】
先行する請求項のいずれか１項に記載の測定装置において、
前記両コイル要素（６ａ，６ｂ）の各々は、それぞれ円柱状の基部（１８ａ，１８ｂ）を持つ１つのシェル要素（１７ａ，１７ｂ）を備え、当該基部から円柱状の第１フェライトコア要素（１９ａ，１９ｂ）が突出し、当該第１フェライトコア要素の長手方向中心軸（Ｍ１）は、前記基部（１８ａ，１８ｂ）の長手方向中心軸（ｍ）に対して同軸に延び、当該第１フェライトコア要素の外周面（２１ａ，２１ｂ）に前記第１又は第２巻線（８ａ，８ｂ）が配されており、
円柱状の前記基部（１８ａ，１８ｂ）から中空円柱状の第２フェライトコア要素（２０ａ，２０ｂ）が突出し、当該第２フェライトコア要素は前記基部（１８ａ，１８ｂ）の前記長手方向中心軸（ｍ）に対する横断面にてリング形状を有し、当該第２フェライトコア要素の長手方向中心軸（Ｍ２）は、前記基部（１８ａ，１８ｂ）の前記長手方向中心軸（ｍ）に対して同軸に延び、当該第２フェライトコア要素は、前記第１及び第２フェライトコア要素（１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂ）の間に中間スペース（２２ａ，２２ｂ）が形成されるように、前記第１フェライトコア要素（１９ａ，１９ｂ）に対して半径方向外側に配されていることを特徴とする測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関用のピストンの欠陥を検出する方法に関する。また、本発明は、内燃機関用のピストンの欠陥を検出する測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼チャンバ内の可動コンポーネントとして用いられるピストンは、高い機械的及び熱的負荷にさらされる。このことにより、ピストンがいわゆる欠陥を有しない状態で製造されることは、事実上不可避的に必要である。欠陥は、ピストンの摩耗強度と寿命とを大幅に低減させ得るからである。このことは、「ピストン凹部」として当業者に知られているピストンの領域に生じる欠陥に、特に良くあてはまる。ピストン凹部は、ピストンの移動方向において、内燃機関の燃焼チャンバの軸方向の境界を定めるからである。
【０００３】
ここで、この場合の「欠陥」という表現は、ピストンの素材における任意のタイプの亀裂、細孔、断裂等を意味するものと理解されるべきである。そのような欠陥はピストン表面下に、すなわちピストンの内部に通常本来的に生じるので、ピストンの内部に存在する任意の欠陥を検出する、いわゆる非破壊検査は、通常は面倒な検出プロセスにつながる。そのような従来の非破壊検査方法は、通常は、渦電流センサを利用したものである。このセンサは、この目的のために、交番の電流を流すコイルにより生成された電磁界の検出に基づくものである。ピストン表面の領域におけるピストンの素材と電磁界との相互作用によって、ピストン素材との相互作用をもとに解析することで、外からは見えない欠陥の、電磁界による検出が可能になる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そのような従来の検査方法の場合には、典型的に大幅な外乱の影響が経験される、という問題があることが判明している。例えば、センサとピストン表面との間のリフトオフ効果や、センサの複雑なアパーチャ特性や、ピストン表面への電磁界の侵入が浅いことによって、特に小さい寸法の欠陥の検出が妨害されるのである。また、開口を持つ欠陥の検出や、ピストン表面から中距離に存する欠陥の検出が保証されるのみである。これと対照的に、ピストンの表面下の数十ミリメートルの位置に形成された欠陥は、通常、渦電流センサでは検出され得ない。ピストンのミクロ組織における結晶粒組織は、使用される差動プローブの差動動作と共に、渦電流信号におけるミクロ組織ノイズの増加をしばしば導く。当該ノイズは、欠陥の検出感度に有害な効果を及ぼす。
【０００５】
したがって、本発明の目的は、特にピストン中の欠陥が正確に検出されることを可能にする、改善された非破壊（検査）方法を提供することにある。本発明の他の目的は、このようなタイプの方法を実行するための、改善された（検査）装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、独立請求項の主題により達成される。従属請求項は、好ましい実施形態に関する。
【０００７】
したがって、本発明の基本概念は、ピストンのピストン凹部の表面に近接した領域におけるピストン素材の検査のために、非破壊動作の測定プローブ、特に渦電流測定プローブを使用することにある。そのような測定プローブは、ここに提案する方法において、被検査ピストンが受容され得る測定装置の一部としての第１及び第２コイル要素を備える。交番の電流による電気的な励起の結果として、第１コイル要素は電磁界を生成する。この電磁界は、ピストンの表面に近接するように当該コイル要素を適切に配置することにより、ピストンの中に侵入し、当該ピストンの内部で当該ピストンの素材と相互作用する。本発明に係る方法は、ピストンの中に存する任意の欠陥によって前記相互作用が影響を受けるという事実を利用している。ピストンの内部に侵入した電磁界の一部は、ピストン素材との相互作用の後に当該ピストンから再度外へ出るので、第２コイル要素により検出可能である。ここに提案する方法では、これは、第２コイル要素における電磁界により当該第２コイル要素の中に誘起された交番の電圧を評価することにより達成される。この目的のため、従来の電圧センサを使って、第２コイル要素の中に誘起された交番の電圧を複素識別し、かつこれを評価し得る適切な評価装置を、第２コイル要素が有してもよい。
【０００８】
欠陥の有無についてピストンの様々な領域を検査することを可能にするために、測定プローブは、ある間隔をもって、ピストンの表面上を、特にピストン凹部の凹部表面上を所定の測定経路に沿って移動させられる。この移動中、交番の電流が第１コイル要素に供給され、これにより、凹部表面の下の領域にてピストンの素材と相互作用する電磁界が生成される。交番の電流は、この場合、制御装置、例えば従来のコンピュータシステムにより活性化され得る適切な電流源によって生成され得る。測定プローブの移動は、適切な電気駆動ユニットにより実現され得る。ここに、当該移動は、ピストン表面を上から見たときに蛇行態様又は格子態様で延び得る所定の測定経路に沿って実行され得る。ここに、被検査ピストンの全ての領域がギャップなしに測定プローブにより検査されるように、サンプリング経路が定義されることは、特に重要である。
【０００９】
駆動ユニットと、ピストンを受容するための受容装置との構成及び動作モードは、ここで説明する本発明の主題ではない。よって、従来の測定装置から、例えば上記した渦電流センサのような種々の形態の適切な装置が当業者にとって周知であるので、特に詳細な説明は省略する。
【００１０】
好ましい実施形態では、本発明に係る方法の実行のために、第１巻線を持つ第１コイル要素が設けられる。第１巻線は、多層かつ円筒状の巻線であり得て、かつ、シェル型フェライトコアの中央脚にサポートなしで配置され得る。これは、「フェライトシェルコア」又は「フェライトポットコア」として当業者に知られている。そのようなフェライトシェルコア又はポットコアは、例えばＩＥＣ規格６２３１７−２から知られている。第１巻線と同様に、当該方法の実行のために、第２巻線を持つ第２コイル要素が設けられる。第２巻線もまた多層かつ円筒状の巻線であり得て、かつ、シェル型の第２フェライトコアの中央脚にサポートなしで配置され得る。両シェル型フェライトコアの開放面側は、いずれも検査されるべきピストン表面の方向に向かっている。実験によれば、上記両シェルコアの使用により、電磁的な外乱信号に対する両コイル要素の感度が低下し、測定プローブとピストン表面との間の間隔における変動に対する測定信号の感度が低下し、欠陥の検出深さが増すことが判明している。提案した両シェルコアの使用により、それぞれ隣接して配置された個別のシェルからなる半透過構成によって、欠陥の検出感度が改善される。
【００１１】
特に好ましくは、両コイル要素は、前記凹部表面に対して所定の間隔を保ちつつ凹部表面の上を移動させられる。ここに、所定の間隔は、好ましくは少なくとも０．１ｍｍである。本発明に係る方法にて両コイル要素と共に使用される測定プローブは、ピストンから出る電磁界を検出するため、従来の渦電流センサを使用する場合に必要であった、ピストン表面に対して極めて近接配置して使用されるセンサ構成を無用にする。これにより、特に測定経路に沿って測定プローブを移動させるための移動機構に適合した、測定装置の構造設計が大幅に単純化される。また、このようにして、被検査ピストンの表面との望ましくない接触の結果としてのセンサの損傷リスクが最小化され得る。
【００１２】
他の好ましい実施形態では、ステップｂ）における測定プローブの移動は、適切な移動機構を用いることにより、所定の測定経路に沿って実行される。ここで、特に好ましくは、所定のサンプリング経路又は測定経路は、凹部表面を上から見たときに蛇行形状を有する。変形例では、これとは異なる測定経路を選択することも可能である。ここに、サンプリング経路の形状の選択の如何にかかわらず、被検査ピストンの全表面領域が測定プローブによりカバーされることが重要である。
【００１３】
本発明の有利な改良によれば、両コイル要素の互いに対する間隔は、当該方法の実行中に変化する。これに代えて又はこれに加えて、両コイル要素の互いに対する傾斜角が、当該方法の実行中に変化することも可能である。両コイル要素の間の間隔が変化することにより、測定プローブのいわゆるフォーカスの位置及びシャープ度が、欠陥の検出に関して測定プローブが最大感度を有する領域にて、変化することが可能になる。ピストンの表面下の異なる深さ領域における欠陥を識別することができるように、ピストン表面に対して垂直な方向にフォーカスの位置が変化することが、特に好ましい。以上のような両コイル要素の互いに対する間隔の変化による場合と同様に、測定装置のフォーカスの位置及びシャープ度は、両コイル要素が傾斜することによっても変化し得る。間隔を変化させ及び／又は傾斜を変化させるについては、当業者にとって種々の方策が可能であろう。例えば、測定プローブがピストン表面の上を移動するのと同時に、傾斜又は間隔が変化することが考え得る。これに代えて、間隔及び／又は傾斜の変化中は測定プローブの移動を停止させることも可能である。異なるコイル間隔及び／又は傾斜角で、ピストン表面の上のピストンの移動が繰り返されることも可能である。最後に、それぞれ互いに対する間隔及び／又は互いに対する傾斜角が変化して、異なる検出仕様を有するように、複数のコイル要素ペアからなる並列配置もまた考え得る。
【００１４】
本発明は、特に上述の方法を実行するための、内燃機関用のピストンの欠陥を検出する測定装置にも関する。ここに、本発明に係る測定装置は、欠陥の検出を実行するためにピストンが受容され得る受容装置を備える。受容装置は、被検査ピストンが固定されるグリッパの形態で形成され、あるいは、ピストンが載置される試料台として実現され得る。受容装置の実現構造については、当業者にとって種々の選択肢があり得る。
【００１５】
本発明にとって本質的であるのは、測定装置に測定プローブが設けられ、当該測定プローブは、それぞれ交番の電磁界を生成し、かつ検出するために、第１コイル要素と、当該第１コイル要素に隣接して配された第２コイル要素とを有することである。ここに、第１コイル要素は、第２コイル要素に対して所定の、特に調整可能なコイル間隔をもって隣接して配される。適切な、好ましくは電気的な駆動ユニットのはたらきにより、測定装置の測定プローブは、ピストンが受容装置に受容された状態で、欠陥について検査されるべきピストンの表面の上を所定の間隔をもって移動することができる。この移動は、駆動ユニットと相互作用する制御ユニットの中に格納され得る、所定のサンプリング経路又は測定経路に沿って実行される。
【００１６】
前記駆動ユニットは、例えば電気モータ、特にステッピングモータに基づく、電気駆動ユニットであり得る。また、前記駆動ユニットは、ピストン表面が検査領域にて非平面の表面輪郭を有する場合でも、選択された間隔が測定経路に沿った移動の間に保持されることを保証するような移動機構を備え得る。
【００１７】
本発明によれば、第１コイル要素は、当該第１コイル要素の第１シェル要素の上に配置された第１巻線を有する。同様に、第２コイル要素は、当該第２コイル要素の第２シェル要素の上に配置された第２巻線を有する。交番の電流による電気的な励起の結果、第１コイル要素は、電磁界を生成する。この電磁界は、両コイル要素がピストンの表面の近傍に位置するとき、ピストンの中に侵入して、当該ピストンの内部にて、当該ピストンの素材と相互作用する。この相互作用は、ピストンの内部に存する欠陥により影響を受ける。ピストンの内部に侵入した電磁界の一部は、ピストン素材との相互作用の後に当該ピストンから再度外に出るので、第２コイル要素により検出可能である。そのような評価は、例えば、当該電磁界により第２コイル要素の中に誘起された交番の電圧を分析することにより達成され得る。この目的のため、第２コイル要素は、従来の電圧センサを使って、第２コイル要素の中に誘起された交番の電圧を複素検出し、かつこれを評価し得る適切な評価装置と協働し得る。
【００１８】
欠陥の有無についてピストンの様々な領域を検査することを可能にするために、測定プローブは、ある間隔をもって、ピストンの表面上を、特にピストン凹部の凹部表面上を所定の測定経路に沿って移動させられ得る。この移動中、上述の交番の電流が第１コイル要素に供給され、これにより、凹部表面の下の領域にてピストンの素材と相互作用する電磁界が生成される。交番の電流は、この場合、制御装置、例えば従来のコンピュータシステムにより活性化される適切な電流源によって生成され得る。測定プローブの移動は、適切な、例えば電気駆動ユニットにより実現され得る。ここに、当該移動は、ピストン表面を上から見たときに蛇行態様又は格子態様で延び得る所定の測定経路に沿って実行され得る。ここに、被検査ピストンの全ての領域がギャップなしに測定プローブの「視野」によりカバーされるように、サンプリング経路が定義されることは、特に重要である。
【００１９】
本発明にとって本質的であるのは、測定装置の両コイル要素に、シェル型又はポット型のフェライトコア、又は、同様の形状を有するコア構成、例えば円柱状のフェライトコアとこれを同軸に取り巻くフェライトスリーブとを有するコア構成、又は、Ｅ型のフェライトコアを用いることである。フェライトコア構成の磁気シールド動作により、外乱電磁界に対する両コイル要素の感度は、大幅に低下し得る。同時に、測定装置の構成にて、被検査ピストンと相互作用する電磁界のフォーカスは、ある公称間隔に対して前記間隔における変化の影響が最小化され、及び／又は、ピストン素材の内部への電磁界の相互作用の深さが増加するように、設計され得る。ゆえに、ピストン表面下にて、従来の渦電流センサの場合よりも深い領域における欠陥を検出することが可能になる。本発明に係る測定装置は、非常に小さい寸法の欠陥の検出、特に０．３ｍｍよりも小さい直径を持つ欠陥の検出を可能にする。
【００２０】
特に好ましくは、第１巻線は、第１軸方向に沿って多層かつ円筒状の巻線の形態で延び、かつ、第２巻線は、第２軸方向に沿って同様に多層かつ円筒状の巻線の形態で延び得る。この実施形態では、両コイル要素は、互いに対して隣接し、かつ、第１軸方向が第２軸方向に対して所定の傾斜角を形成するように互いに対して傾斜して配される。
【００２１】
特に好ましくは、その傾斜角は、鋭角であって、好ましくは０°と４５°との間の角度であり得る。
【００２２】
特に好ましくは、両コイル要素は、それぞれ保持要素に特に解放可能に受容され得る。この変形例では、両保持要素は、好ましくは偏向及び／又は調整装置により、互いに対して直線的に調整可能に、及び／又は、互いに対して傾斜可能に設計される。これにより、両コイル要素の間の間隔、及び／又は、互いに対するそれらの傾斜角が簡単に変化可能になる。このようにして、測定プローブのフォーカスの位置及び特性は、特に正確に設定可能になる。
【００２３】
特に少ない構成の追加のみで実現可能である、特に好ましい実施形態によれば、両保持要素は、測定プローブの共通の本体に対して、直線的に調整可能な態様で取り付けられている。
【００２４】
他の好ましい実施形態では、両コイル要素の各々は、円柱状の基部を持つシェル要素を備える。当該基部から円柱状の第１フェライトコア要素が突出し、第１フェライトコア要素の長手方向中心軸は、基部の長手方向中心軸に対して同軸に延び、第１フェライトコア要素の外周面に各巻線が配される。更に、円柱状の基部から中空円柱状の第２フェライトコア要素が同様に突出し、その結果第２フェライトコア要素は、長手方向中心軸に対する横断面にてリング形状の要素となる。第２フェライトコア要素の長手方向中心軸は、基部の長手方向中心軸に対して同軸に同様に延び、第２フェライトコア要素は、第１及び第２フェライトコア要素の間に中間スペースが形成されるように、第１フェライトコア要素に対して半径方向外側に配されている。したがって、この中間スペースは、半径方向内側では第１フェライトコア要素の外周面により、また半径方向外側では第２フェライトコア要素の内周面により、それぞれ半径方向の境界が区切られている。側面では、この中間スペースは、基部により境界が区切られている。反対に、側面の逆方向では、この中間スペースは開放されている。
【００２５】
本発明の他の重要な特徴及び利点は、従属項から、図面から、そして関連する図の説明から得られる。
【００２６】
上述しかつ以下更に説明する特徴が、言及した各組み合わせのみで利用されるものではなく、本発明の範囲から逸脱することなく他の組み合わせ又は単独でも利用され得ることは、明らかである。
【００２７】
本発明の好ましい実際的な実施形態が図面に示され、かつ以下の記述にて詳細に説明される。ここでは、同一の参照符号は、同一の又は類似の又は機能的に同一のコンポーネントを表す。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】自動車用のピストンの欠陥を検査するための、本発明に係る測定装置の例を示す図である。
【図２】測定装置の測定プローブと被検査ピストンのピストン表面との間の領域における、図１の測定装置の詳細図である。
【図３】測定プローブのコイル要素の領域における、図２の測定プローブの詳細を示す断面図である。
【図４】図３の両コイル要素のうちの一方の詳細図である。
【図５】図４のコイル要素のＶ−Ｖ断面図である。
【図６】コイル要素が互いに対して傾斜した、図３の例の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、内燃機関用のピストン３の欠陥２を検出するための、本発明に係る測定装置１の例を示している。ただし、図１では概略のみが図示されている。測定装置１は、特に本発明に係る上記方法を実行するのに適したものである。測定装置１は、ピストン３を受容するための受容装置４を備えている。この受容装置は、グリップ装置の形態で、あるいは、図１に概略が示されるように試料台の形態で形成され得る。測定装置１は、同様に図１では概略のみが示された測定プローブ５を更に備える。この測定プローブは、交番の電磁界を生成し、かつ検出するための第１及び第２コイル要素６ａ，６ｂを有する。
【００３０】
図２は、測定プローブ５の領域における測定装置１を示している。第１コイル要素６ａは、第２コイル要素６ｂに対して図面で横方向に、すなわちピストン表面７に対して平行な測定面Ｅにて所定のコイル間隔ｓをもって配されていることが判る。ここに、測定プローブ５は、ピストンのピストン表面に対して所定の間隔ａを保ちつつ、図１に示すように駆動ユニット２６により、ピストン表面７の上を所定の測定経路Ｐに沿って移動することができる。駆動ユニット２６の詳細な構造は、ここで説明する本発明の主題ではないので、詳細な説明は省略する。当業者であれば、実情に即して選択し得る種々の実施形態に精通しているであろう。特に、ピストン３に対して測定プローブ５を測定経路Ｐに沿って移動させるための１又は複数のステッピングモータを持つ、スキャナのような構成が考えられる。
【００３１】
図３は、測定プローブ５の構成について、両コイル要素６ａ，６ｂの領域における詳細を示している。図３によれば、第１コイル要素６ａは、当該第１コイル要素６ａのシェル型要素である第１シェル要素１７ａの上に配置された第１巻線８ａを有する。これに対応して、第１コイル要素６ａの場合と同様に、第２コイル要素６ｂは、当該第２コイル要素６ｂのシェル型要素である第２シェル要素１７ｂの上に配置された第２巻線８ｂを有する。第１巻線８ａは、例えば、２．５μＨのインダクタンスを提供するために２０巻を有し得る。第２巻線８ｂは、２５０μＨのインダクタンスを提供するために約２４０巻を有し得る。
【００３２】
交番の電流Ｉ１による電気的な励起の結果として、第１コイル要素６ａは、ピストン表面７を通してピストン３の内部に侵入し、かつ、ピストン３の内部でピストン素材と相互作用する電磁界１３を生成する。この相互作用は、欠陥が存する場合、欠陥２により影響を受ける。この場合、交番の電流Ｉ１は、適切に制御可能な電流源１６によって生成され得る。一方、当該電流源は、例えば従来のコンピュータシステムである制御装置１５により活性化される（図１参照）。交番の電流Ｉ１は、例えば５０〜２００ｋＨｚの周波数にて１００ｍＡの最大振幅を有し得る。
【００３３】
ピストン素材との相互作用の後にピストン３から再度外へ出た電磁界１３の部分は、第２コイル要素６ｂにより検出され、第２コイル要素６ｂの中に誘起された交番の電圧Ｕ２により評価される。この目的のため、第２コイル要素６ｂは、コンピュータシステムの形態の、例えば交番の電圧Ｕ２の複素検出を実行する、適切な評価装置１４と相互作用し得る。ここに、電流源１６を制御する制御装置１５と、評価装置１４とが互いに一体化され得ることは、当業者にとって自明であろう。
【００３４】
欠陥２の有無についてピストン３の様々な領域を検査することを可能にするために、測定プローブ５は、ある間隔ａをもって、ピストン３のピストン表面７の上を、特にピストン凹部（不図示）の凹部表面上を所定の測定経路Ｐに沿って移動させられる。この移動中、交番の電流Ｉ１が第１コイル要素６ａに供給され、これにより、ピストン表面７の下の領域にてピストン３の素材と相互作用する電磁界１３が生成される。測定プローブ５の移動は、上述の駆動ユニット２６により実現される。測定プローブ５の移動は、ピストン表面７を上から見たときに蛇行態様（図１参照）又は格子態様（不図示）で延びる測定経路Ｐに沿って実行される。他の形状の測定経路をとる変形例も考え得る。ただし、いずれの変形例でも、検査されるべきピストン３の全ての領域が測定プローブ５の「測定範囲」によってカバーされるように、測定経路Ｐが定義されることが好ましい。
【００３５】
また、図３から判るように、両コイル要素６ａ，６ｂは、別個のコンポーネントである。両コイル要素６ａ，６ｂの各々は、それぞれ保持要素１２ａ，１２ｂに受容される。両保持要素１２ａ，１２ｂは、互いに対して直線的に調整可能に、及び／又は、互いに対して傾斜可能に設計される。これは、図３では概略のみが示され、かつ、両保持要素１２ａ，１２ｂを互いに接続する、偏向及び／又は調整装置１１により実現される。このようにして、両コイル要素６ａ，６ｂの間の間隔ｓと、互いに対するそれらの傾斜角αとが、変化可能になる。
【００３６】
コイル間隔ｓが変化することにより、図２ではＦで示された、測定プローブ５のフォーカスの位置が、欠陥の検出に関して測定プローブが最大感度を有する領域にて、ピストン表面７に対して垂直な方向Ｒに変化可能になる。このようにして、ピストン３のピストン表面７の下の異なる深さ領域における欠陥の検出が可能になる。また、間隔ｓの変化による場合と同様に、ピストン表面７に対して垂直な方向ＲにおけるフォーカスＦの位置は、両コイル要素６ａ，６ｂが互いに対して傾斜することによっても変化し得る。
【００３７】
両保持要素１２ａ，１２ｂは、測定プローブ５の本体９に対して、直線的に調整可能な態様で取り付けられ得る。これは、キャリッジ１０により実現され得る。これにより、両保持要素１２ａ，１２ｂは、本体９に対して横方向に調整可能になる。ピストン３の検査されるべきピストン凹部はアンダーカットを有するので、そのような横方向の移動が必要であり得る。両保持要素１２ａ，１２ｂは、本体９に対して分離可能に固定され得る。互いに対する及び／又は本体９への両コイル要素６ａ，６ｂの分離可能な固定は、検査されるべきピストン３のピストン凹部にて空間的にアクセスしにくい領域の欠陥を検査したい場合に、測定装置１の組み立てを容易にする。
【００３８】
図３によれば、第１巻線８ａは、第１軸方向Ａ１に沿って円筒状の形態で延びる。同様に、第２巻線８ｂは、第２軸方向Ａ２に沿って円筒状の形態で延びる。図３から判るように、両コイル要素６ａ，６ｂは、測定面Ｅを横切るように互いに対して隣接し、かつ、両軸方向Ａ１，Ａ２に対して互いに平行に、すなわち互いに対して傾斜することなく配されている。
【００３９】
軸方向Ａ１，Ａ２を横切る方向にて、両コイル要素６ａ，６ｂは、約２．５ｍｍの直径を有する。測定プローブ５は、全体として、当該方向にて、約９０ｍｍの直径を有し得る。両保持要素１２ａ，１２ｂの寸法は、例えば３５×３０×２０ｍｍであり得る。
【００４０】
図６は、図３の例の変形例を示している。図６では、両コイル要素６ａ，６ｂ（図６では、偏向／調整装置１１の図示が省略されている。）は、図３の例と同様に測定面Ｅを横切るように隣接して配されているが、両軸方向Ａ１，Ａ２に関しては互いに対して傾斜するように配されている。換言すれば、第１軸方向Ａ１は、第２軸方向Ａ２に対して所定の傾斜角αを形成する。ここに、傾斜角αは、図６に示されるように鋭角であって、好ましくは０°と４５°との間の角度であり得る。偏向／調整装置１１は、本発明に係る方法の実行中にコイル間隔ｓ及び／又は傾斜角αが変化し得るように、設計され得る。例えば、コイル間隔ａ及び／又は傾斜角αは、第１コイル要素６ａにより生成される電磁放射の侵入深さを変化させるために、ピストン表面７の上における測定プローブ５の移動中に変化させられることが考えられる。このようにして、ピストン表面７の下の異なる深さ領域における欠陥の検査が可能になる。電磁放射の測定点の侵入深さが変化するならば、そのような変化の間は測定プローブ５の移動を一時的に停止させることも考えられる。当業者にとって、測定プロセスの変化に伴う種々のオプションが選択可能である。
【００４１】
図３を再度参照すると、両コイル要素６ａ，６ｂの各々は、フェライトシェルコアとして当業者に知られてもいるように、それぞれ円柱状の形態の基部１８ａ，１８ｂを持つ１つのシェル要素１７ａ，１７ｂを備えることが判る。当該基部からは、以下円柱状の第１フェライトコア要素１９ａ，１９ｂと称する中央脚が突出する。個別セルの開口は、検査されるべきピストン表面７の方向に向かう。両シェル要素１７ａ，１７ｂは、それぞれ約４５０の初期透磁率μｉを有し得る。
【００４２】
図４は、例示のため、コイル要素６ａ，６ｂを個別にかつ拡大して示している。図５は、図４のコイル要素６ａ，６ｂの構成を、図４のＶ−Ｖ断面図として示している。
【００４３】
図３〜図５に示されるように、第１フェライトコア要素１９ａの長手方向中心軸Ｍ１は、基部１８ａ，１８ｂの長手方向中心軸ｍに対して同軸に延びる。好ましくは多層の形態である第１及び第２巻線８ａ，８ｂは、それぞれサポートなしに、第１フェライトコア要素１９ａ，１９ｂの外周面に配される。第１フェライトコア要素１９ａ，１９ｂと同様に、円柱状の基部１８ａ，１８ｂから中空円柱状の第２フェライトコア要素２０ａ，２０ｂが突出する。つまり、第２フェライトコア要素は、その長手方向中心軸Ｍ２に対する横断面にてリング形状を有している。第２フェライトコア要素２０ａ，２０ｂの長手方向中心軸Ｍ２は、基部１８ａ，１８ｂの長手方向中心軸ｍに対して同軸に延びる。第２フェライトコア要素２０ａ，２０ｂは、第１及び第２フェライトコア要素１９ａ，２０ａの間に中間スペース２２ａ，２２ｂが形成されるように、第１フェライトコア要素１９ａ，１９ｂに対して半径方向外側に配されている。中間スペース２２ａ，２２ｂは、半径方向内側では第１フェライトコア要素１９ａ，１９ｂの外周面２１ａ，２１ｂにより、また半径方向外側では第２フェライトコア要素２０ａ，２０ｂの内周面２３ａ，２３ｂにより、それぞれ半径方向ｒの境界が区切られている。側面では、中間スペース２２ａ，２２ｂは、基部１８ａ，１８ｂにより形成された側面２４ａ，２４ｂにより境界が区切られている。側面２４ａ，２４ｂの逆方向では、中間スペース２２ａ，２２ｂは、コイル要素６ａ，６ｂの周辺２７に対して、特に検査されるべきピストン表面７への方向に開かれている。
【００４４】
第１コイル要素６ａの第１シェル要素１７ａがギャップレス形態の要素であり、かつ、これに代えて又はこれに加えて、第２コイル要素６ｂの第２シェル要素１７ｂがギャップレス形態の要素であれば、欠陥の検出に関して特に良好な結果が達成され得る。また、第１コイル要素６ａの第２フェライトコア要素２０ａの外周面２５ａが第２コイル要素６ｂの第２フェライトコア要素２０ｂの外周面２５ｂに対向するように、両コイル要素６ａ，６ｂが互いに対して配置されることにより、特に高いレベルの検出感度が達成され得る。
【００４５】
両フェライトコア要素１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂは、機械的な研削によって各基部１８ａ，１８ｂの上に一体的に形成され得る。これは、測定プローブのフォーカスの位置及びシャープ度の調整について、１回限りの精密調整の付加的な可能性を提供する。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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