METHOD FOR MONITORING EXTENSION IN STRESSED COMPONENTS

Abstract: 1. A method for monitoring extension in stressed components, utilizing optical fibres which are fixed to the stressed zones of the components and whose conduction of light is continuously or intermittently monitored, characterized in that the optical fibres of a plurality of components are connected in series and in that upon detection of a rupture in one of the optical fibres of the components the location of a component zone where a fracture is liable to occur is determined by means of a light reflectometer.

Description: Verfahren zur Bruch-Uberwachung und bruchüberwachbares Bauteil Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bruch-Uberwachung von auf Zug beanspruchten Bauteilen und ein bruchüberwachbares langgestrecktes- Bauteil mit rundem, eckigem oder pro filiertern Querschnitt. In der Technik, beispielsweise im Flugzeugbau, bei Betonkonstruktionen, in Brücken, Krananlagen, Atomreaktoren, Kraftwerken, Chemleanlagen gibt es eine grosse Anzahl von Bauelementen, wie Spann- und Tragseile, Rohrleitungen, bei denen die Gefahr des Materialbruchs besteht und ein Bruch schwere Folgen nach sich ziehen kann. Es ist allgemein bekannt, als kritisch erkannte Objekte in bestimmten Zeitabständen systematisch zu prüfen und zu kontrollieren. Für solche Prüfungen muss das betreffende Objekt in vielen Fällen ausser Betrieb gesetzt werden. Die beispielsweise mit Dehnungsmessstreifen, Ultraschall-Messgeräten, Röntgengeräten oder durch in Augenscheinnahme durch zufUhrenden Prüfungen sind sehr aufwendig und daher sehr teuer. Es lässt sich dennoch nicht ausschliessen, dass sich ein Materialbruch zwischen zwei Kontrollzeitpunkten ereignet. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bruch-Uberwachung von auf Zug beanspruchten Bauteilen anzu geben, das es ermöglicht, alle bruchgefährdeten Zonen eines oder mehrerer Bauteile permanent zu überwachen, einen Materialbruch zu melden, zu registrieren und ggf. zu orten. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäss dadurch, dass in den bruchgefährdeten Zonen der Bauteile Lichtleitfasern (LLF) befestigt oder eingelagert werden, und dass die Lichtleitung der LLF laufend oder in Zeitabständen überwacht wird, Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 6 angegeben. Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass eine fast unbegrenzte Zahl von Bauteilen damit ständig Uberwacht werden können und im Schadensfall die Bruchstelle schnellstens festgestellt und situationsgerechte Massnahmen eingeleitet werden können. Die Kosten des Verfahrens stehen in keinem Verhältnis zu den bisher üblichen Kosten fUr die PrUfung, den Nutzungsausfall und eventuelle Schadensregulierungskosten Gewicht und Raumbedarf der LLF und des Prüfgerätes sind so gering, dass das Verfahren mit geringem Aufwand auch an Bord von Flugzeugen während des Fluges benutzt werden kann. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 ein Bauteil in zwei Ansich ten, Fig. 2 das Bauteil im Schnitt, Fig. 3 ein ähnliches Bauteil im Querschnitt. In Fig. 1 ist als Anwendungsbeispiel eine Zugstange 1 schematisch dargestellt, wie sie in der Lenkung von Fahrzeugen, als Fahrwerkstrebe oder Steuerorgan in Luftfahrtzeugen in ähnlicher Form oft verwendet wird. Auf der Oberfläche der Zugstange 1 ist eine Lichtleitfaser (LLF) 2 mit rreiliegendem Anfang 2a und freiliegendem Ende 2b befestigt, die prak tisch alle bruchgefährdeten Zonen der Zugstange 1 abdeckt. Die starre Befestigung der LLF 2 an der Zugstange 1 kann mit einem aushärtenden Kunststoffkleber 4 erfolgen. Anfang 2a und Ende 2b der LLF sind mit einem Licht-Durchgangsprüfgerät 3 verbunden. Derartige Durchgangsprüfgeräte arbeiten vorwiegend mit Licht-Impulsen oder Impulsreihen, deren zeitliche Aufeinanderfolge dem Verwendungszweck angepasst werden kann. Es ist beispielsweise denkbar, nur vor jedem Start des betreffenden Fahrzeuges eine kurze Licht-Impulsreihe abzugeben und damit die Unversehrtheit des Bauteils bzw. aller Bauteile, deren LLF 2 hintereinandergeschaltet werden können, festzustellen. Bei längeren Fahrten oder Flügen ist es denkbar, beispielsweise alle Viertelstunde eine solche Prüfung durchzuführen. In der Fig. 2 ist die Zugstange 1 bei A-B im Querschnitt dargestellt. Erkennbar ist hier die Befestigung der LLF 2 mit dem gehärteten Kunststoffkleber 4. In Fig. 3 ist eine Anordnung der LLF 2 in einem ähnlichen Bauteil 1 im Schnitt dargestellt. Diese Anordnung der LLF 2 ist besonders einfach in Bauteilen aus Kunststoff oder aber auch aus Beton zu realisieren. Ähnliche Anordnungen lassen sich zweckentsprechend für alle denkbaren Bauteile unter Benutzung des dargestellten Grundgedankens finden. Bei zweckmässiger Anordnung der herausgerühr- ten Enden 2a und 2b der LLF 2, beispielsweise über drehbare Stecker, können auch sich drehende Teile, wie Turbinenwellen, Kurbelwellen oder Achsen, auf einen beginnenden Bruch hin überwacht werden. Werden mehrere oder gar viele Teile ständig Uberwacht, kann das Durchgangsprüfgerät 3 durch ein Reflektometer ersetzt oder ergänzt werden, dessen Entfernungsanzeige bis zur Bruchstelle einen Hinweis auf den Fehlerort gibt. Es ist auch denkbar, diese Entfernungsanzeige direkt in einen festprogrammierten Rechner einzugeben, auf dessen Sichtgerät das zum Ort des Bruches gehörende Bauteil angegeben werden kann.

Claims: Patentansprüche: 1. Verfahren zur Bruch-Überwachung von auf Zug beanspruchten Bauteilen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in den bruchgefährdeten Zonen der Bauteile (1) Licht leitfasern (LLF) (2) befestigt oder eingelagert werden, und dass die Lichtleitung der LLF (2) laufend oder in Zeitabständen überwacht wird 2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die LLF (2) eines oder mehrerer Bauteile (1) fortlaufend miteinander verbunden werden. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Überwachung der LLF (2) durch in einem Licht-Durchgangsprüfgerät (3) er zeugte Licht-Impulse erfolgt. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ortung eines Bruches einer LLF (2) mit einem Licht-Reflektometer erfolgt. 5. Bruchüberwachbares langgestrecktes Bauteil mit rundem, eckigem oder profiliertem Querschnitt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass an seiner Oberfläche eine oder mehrere LLF (2) mit kreisförmigem Querschnitt mit freiliegendem Anfang (2a) und freiliegendem Ende (2b) starr befestigt sind. 6. Bauteil nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t, dass die LLF (2) in das Bauteil einge arbeitet sind.

Inventors: DITSCHEID, HANS LEO, DIPL.-ING.
Applicants: PHILIPS KOMMUNIKATIONS INDUSTRIE AG
Application year: 1980
Main classification: G01B11
IPC codes: G01M11, G08B21