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Title:
MEASURING METHOD FOR DETERMINING A STRUCTURAL STATE AND STATE OF WEAR OF A COMPONENT, AND USE OF A MEASUREMENT IN THE SURFACE REGION OF A METALLIC ELECTRICAL CONDUCTOR FOR THE PURPOSES OF MATERIAL MONITORING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2020/094168
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a monitoring method and to the use of a measurement in the surface region or at the surface of a metallic electrical conductor (1) for the purposes of predicting a remaining service life of a component (20). In a monitoring method according to the invention, a measurement of characteristics of the electrical conductor (1) detects characteristic microstructure changes in the surface region. In the use according to the invention of a measurement in the surface region or at the surface of a metallic electrical conductor (1), a physical variable serves for indirectly describing the component wear, wherein a signal evaluation is performed by means of an impedance measurement.

Inventors:
WITTMANN ARMIN (DE)
EHLENZ TOBIAS (DE)
Application Number:
PCT/DE2019/000293
Publication Date:
May 14, 2020
Filing Date:
November 07, 2019
Export Citation:
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Assignee:
KLAUS FABER AG (DE)
International Classes:
G01N27/02; F15B19/00; F16L11/127; G01M5/00; G01N27/20
Domestic Patent References:
WO2018143616A12018-08-09
Foreign References:
DE102006056235A12008-06-05
US20160146697A12016-05-26
JP2000002503A2000-01-07
DE102008045470A12010-03-04
DE102004023824B42006-07-13
DE102017213667A12018-02-22
Other References:
SHISHUANG SUN ET AL: "A Novel TDR-Based Coaxial Cable Sensor for Crack/Strain Sensing in Reinforced Concrete Structures", IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASUREMENT, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, vol. 58, no. 8, 17 July 2009 (2009-07-17), pages 2714 - 2725, XP011263804, ISSN: 0018-9456
Attorney, Agent or Firm:
WAGNER, Jörg (DE)
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Claims:
Patentansprüche :

1. Überwachungsverfahren, insbesondere in Bezug auf

Verschleiß oder Strukturschäden von Bauteilen aufgrund dynamisch mechanischer Belastung, mit einer als ein Sensor oder Indikator verwendeten Leitung, angebracht an oder angeordnet in einem zu überwachenden Bauteil, sodass dynamisch mechanische Belastungen und damit Verformungen des Bauteils sich auf das bzw. die Leitung übertragen, welche Leitung zumindest einen metallischen elektrischen Leiter aufweist.

2. Überwachungsverfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass eine Messung von

Eigenschaften des elektrischen Leiters charakteristische Gefügeveränderungen im Oberflächenbereich erfasst.

3. Überwachungsverfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass Veränderungen einer

Materialoberfläche in Form von Erhebungen und

Vertiefungen überwacht werden.

4. Überwachungsverfahren nach Anspruch 3, dadurch

gekennzeichnet, dass ein mittlerer Abstand zwischen den höchsten Punkten der Erhebungen und den tiefsten Punkten der Vertiefungen einen Verschleißgrad des betreffenden Bauteils anzeigt, im beispielhaften Fall von Kupfer als Material des elektrischen Leiters 2 pm Abstand einen 80%igen Verschleiß des Bauteils aus Kupfer anzeigt.

5. Überwachungsverfahren nach einem der vorangehenden

Ansprüche, dass eine materialadäquate Skintiefe

berücksichtigt wird, indem ein Messsignal eine der

Rauigkeit adäquate Frequenz aufweist, dass insbesondere im Fall von Kupfer als Sensorkabelmaterial mit Wechselströmen einer Frequenz zwischen 800 und 1000 MHz gemessen wird.

6. Verwendung einer Messung im Oberflächenbereich oder an der Oberfläche eines metallischen elektrischen Leiters zur Prognose einer Restlebenszeit eines Bauteils, wobei der Leiter auf dem oder in dem Bauteil fixiert ist.

7. Verwendung nach Anspruch 6, wobei eine physikalische Größe zur indirekten Beschreibung des Bauteilverschleißes dient .

8. Verwendung nach Anspruch 6 oder 7, wobei eine

Signalauswertung mittels einer Impedanzmessung abläuft.

Description:
Messverfahren zur Bestimmung eines Struktur- und

Verschleißzustandes eines Bauteiles sowie Verwendung einer Messung im Oberflächenbereich eines metallischen elektrischen Leiters zur Materialüberwachung

Die Erfindung betrifft ein Messverfahren zur Bestimmung eines Struktur- und Verschleißzustandes von Bauteilen, wie im

Oberbegriff des Anspruches 1 angegeben. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung einer Messung im Oberflächenbereich eines metallischen elektrischen Leiters nach Anspruch 6.

Der wachsende Kostendruck im globalen Wettbewerb zwingt

Unternehmen dazu, Maßnahmen zur Effizienzsteigerung energisch umzusetzen. Ein störungsfreier Betrieb ist sicherzustellen. Ungeplante Maschinenzustände sind zu vermeiden. Die

Lebensdauer von Anlagen, Bauteilen und Bauten ist optimal auszunutzen. Damit diese Ziele umgesetzt werden können, ist eine kontinuierliche und zuverlässige Überwachung von

Komponenten und/oder Bauteilen von besonderer Bedeutung.

Fehler und Verschleißerscheinungen sollen rechtzeitig

diagnostiziert, Instandhaltungsmaßnahmen zeitoptimiert eingeplant und unerwartete Betriebsstillstände und/oder

Anlagenschäden vermieden werden.

Abhängig vom verwendeten Material, dem Einsatzzweck und den daraus resultierenden Belastungszuständen treten

verschiedenste Verschleißerscheinungen und Versagensszenarien bei Bauteilen oder Gebäudeteilen (z.B. Stahlträger,

Armierungen in Beton) auf. Vielfältig sind die Vorgehensweisen zur diesbezüglichen Materialüberwachung.

Vergleichsweise sicher zu überwachen sind

Verschleißerscheinungen, die einfach messbar sind und

vorhersehbaren Abläufen folgen, wie beispielsweise die Zunahme von mechanischem Spiel oder der Materialabrieb eines Werkzeuges. Beispielhaft sei hier die DE 10 2008 045 470 Al genannt, die ein Verfahren zur Bestimmung des

Verschleißzustandes von Meißelhaltern und Meißeln von

Fräswalzen offenbart.

Schwerer zu erfassen sind dagegen versteckte Strukturschäden und Verschleißerscheinungen in Form von Materialermüdungen z.B. bei dynamischen Belastungen. Die DE 10 2004 023 824 B4 offenbart hierzu eine zerstörungsfreie akustische Prüfmethode zur Untersuchung von weitgehend homogen aufgebauten

Serienbauteilen wie beispielsweise Eisenbahnrädern auf

Verschleiß und Strukturschäden.

Eine weitere verbreitete Vorgehensweise zur Überwachung von dynamisch mechanisch belasteten Bauteilen ist die Verwendung von Kraft-Moment-Sensoren (Dehnmessstreifen) . Kraft-Moment- Sensoren sind elektronische Bauteile, die punktuell Dehnungen und Stauchungen von Bauteilen erfassen können. Die Überwachung größerer Bauteile oder Strukturen kann durch eine Kopplung mehrerer Kraft-Moment-Sensoren zu einem Verbund realisiert werden. Die DE 10 2017 213 667 Al offenbart einen solchen Verbund mit einem Überwachungssystem um den Ausfall oder die Fehlfunktion einzelner Sensoren im Verbund feststellen zu können .

Besonders in Bezug auf die Erfassung von versteckten

Strukturschäden und Materialermüdungen verursachen bestimmte Bauteile und Strukturen einen besonders hohen Aufwand. Hierzu zählen sehr große Bauteile und Strukturen, wie beispielsweise Rohrleitungsinstallationen, die eine ganze Anzahl von

Messstellen erfordern.

Bauteile wie beispielsweise verschiedene flexible

lastaufnehmende Feder- und Dämpfungselemente können bisher nur eingeschränkt mit zerstörungsfreien Prüfmethoden auf Materialermüdung und Strukturschäden untersucht werden.

Bauteile wie beispielsweise Hydraulik- oder Pneumatik- Medienschläuche, können aufgrund ihrer Eigenflexibilität nicht mit Kraft-Moment-Sensoren in Bezug auf ihre dynamische

Belastung überwacht werden.

Für alle genannten Bauteile gilt bisher, dass

Bauteilüberwachungen in situ im laufenden Betrieb aufwendiger zu realisieren sind als turnusmäßige Überprüfungen in dafür vorgesehenen Werkstätten oder Laboren.

Wünschenswert ist ein System, mit welchem sich insbesondere große Strukturen und Bauteile mit hoher Eigenflexibiliät wirtschaftlich sinnvoll, sicher und zerstörungsfrei in situ im laufenden Betrieb überwachen lassen.

Ausgehend von den aufgezeigten Prüf- und Überwachungsverfahren hat die vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine

Messvorrichtung und ein Messverfahren vorzuschlagen, welche eine wirtschaftlich sinnvolle, zerstörungsfreie und sichere Bestimmung des Struktur- bzw. Materialzustands von dynamisch mechanisch belasteten Bauteilen mit hoher Eigenflexibilität ermöglicht .

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1, welches nämlich elektrische Leiter, insbesondere isolierte

Elektrokabel , als Indikatoren einsetzt, um Strukturschäden und Verschleißerscheinungen von Bauteilen aufgrund dynamischer mechanischer Belastung zu erfassen.

Eine Verwendung einer Messung im Oberflächenbereich eines metallischen elektrischen Leiters ist nach Anspruch 6

erfindungsgemäß zur Prognose einer Restlebenszeit eines Bauteils geeignet, wobei der Leiter in oder auf dem Bauteil fixiert ist.

Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand von jeweiligen Unteransprüchen.

Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt Indikatoren, deren

Materialeigenschaften im Oberflächenbereich oder an der

Oberfläche, insbesondere deren Oberflächenrauheit unter dynamischer mechanischer Belastung zunimmt. Elektrisch leitende Komponenten von Elektrokabeln, umfassend auch viele Datenübertragungskabel, zeigten sich in Versuchen als

geeignet, diesen Effekt zur gewünschten Messung auszuwerten. Elektrokabel , in einer erfindungsgemäßen Weise als eine Art Indikator mit einem Bauteil verbunden, bewegen sich zumindest weitgehend synchron mit dem Bauteil mit. Je stärker die

Bewegung ausfällt oder je länger die Bewegungen einwirken, umso höher wird die Oberflächenrauheit des elektrischen

Leiters des Elektrokabels in Korrelation mit dem zu

überwachenden Bauteil. Die zunehmende Oberflächenrauheit des elektrischen Leiters bildet in einer vorteilhaften

erfindungsgemäßen Ausführungsform den fortschreitenden

Verschleiß des Bauteils ab.

Die Oberflächenrauheit des elektrischen Leiters wird in einer besonders bevorzugten Ausführungsform unter Anwendung des sogenannten Skineffektes messtechnisch erfasst. Dabei wird ein elektrisches Signal in Form eines höherfrequenten

Wechselstroms in den elektrischen Leiter eines Elektrokabels eingeleitet. Der Stromfluss konzentriert sich auf die

Oberflächen des elektrischen Leiters. Die jeweilige

Oberflächenrauheit des durchflossenen Leiters verändert hierbei insbesondere den Widerstandswert des elektrischen Leiters zumindest im oberflächennahen Umfangsbereich. Anhand des Ausgangssignals wird die aktuelle Rauhtiefe der Oberfläche des elektrischen Leiters bestimmt. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Wechselstrom mit einer Frequenz von 800 - 1000 MHz verwendet, der in einem Bereich von ca. 2 m Dicke entlang des Umfanges eines elektrischen Leiters fließt. Mit einem solchen Wechselstrom wurden

Oberflächenrauheiten eines elektrischen Leiters bis ca. 2 pm reproduzierbar erfasst. Eine Oberflächenrauheit von ca. 2 pm eines elektrischen Leiters bedeutet, dass der betreffende elektrische Leiter ca. 80 % seiner Lebensdauer absolviert hat und damit austauschreif ist. Die typische Zunahme der

Oberflächenrauheit entsteht an jedem Punkt einer dynamischen mechanischen Belastung eines elektrischen Leiters.

Dies gilt beispielhaft für Kupfer. Bei anderen, dem

Erfindungsgedanke folgend, denkbaren Sensormaterialien (z. B. um eine andere Empfindlichkeit des Sensors einzustellen) wird der gleiche Effekt (Rauigkeit) stärker oder geringer ausfallen und wird - über den Erfindungsgedanken hinausgehend - nach besonders bevorzugten Ausführungsformen mit einer

individuellen Indikatorfrequenz detektiert.

Ein Elektrokabel fungiert in einer weiteren bevorzugten

Ausführungsform auf seiner gesamten Länge als Sensor. Hieraus ergibt sich ein besonderer Vorteil eines erfindungsgemäßen Verfahrens, Verschleiß oder Strukturschäden eines Bauteils sensorisch nicht nur punktuell, sondern über eine ganze

Strecke zu erfassen. Der Verlauf der Strecke wird dabei nahezu beliebig durch eine entsprechende Verlegung des elektrischen Leiters bestimmt. Die Länge des oder der als Sensorkabel fungierenden elektrischen Leiter kann dabei erfindungsgemäß von wenigen Millimetern Länge bis hin zu mehreren Hundert Metern Länge variieren, um eine jeweils passende

Überwachungsantwort zu diversen Überwachungsaufgaben zu liefern. Beispielsweise über die Erfindung nutzende Zeit-Weg- Auswertungen der Messwerte sind die Positionen lokaler

Schädigungen des oder der Sensorkabel ermittelbar.

Aufwendige Verbundschaltungen von Sensoren zur Erfassung einer Strecke oder einer Fläche sind nicht notwendig. Das

erfindungsgemäße Verfahren eignet sich damit für eine ganze Anzahl verschiedenartiger Bauteile und Strukturen. Es ist beispielsweise möglich, Schlauchleitungen für Hydraulik oder Pneumatik an hochbeweglichen Industrierobotern zu überwachen. Gleichzeitig sind erfindungsgemäße Verfahren auch geeignet, beispielsweise Masten oder Antennen, die dynamischen

Belastungen mit nicht exakt quantifizierbaren Lastspitzen durch Winddruck ausgesetzt sind, oder tragende Bauteile wie beispielsweise Stahlträger, zu überwachen.

Der geringe Bauraumbeda f und die vergleichsweise niedrigen Kosten für das oder die Sensorkabel erlauben den Aufbau redundanter Systeme durch das parallele Verlegen zweier oder mehrerer elektrischer Leiter.

Die als Verschleißsensor fungierenden Elektrokabel können dabei sowohl an der Oberfläche von zu überwachenden Bauteilen als auch im Bauteilinneren angebracht werden. Mit dem

erfindungsgemäßen Verfahren können Sensorkabel bereits bei der Herstellung in das Bauteil integriert werden und ermöglichen damit eine zerstörungsfreie Überwachung der inneren

Bauteilstruktur über die gesamte Lebenszeit des Bauteils.

Die Verbindung eines erfindungsgemäßen Sensorkabels mit einem Bauteil ist so zu gestalten, dass Bauteilbewegungen sich auf das Sensorkabel übertragen. Beispielsweise kann die Verbindung durch Verkleben, mittels Klemmung oder durch andere bekannte Befestigungslösungen vorgenommen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in allen Bereichen angewendet werden, in denen Elektrokabel einsetzbar sind. Das schließt insbesondere auch Arbeitsumgebungen ein, die eine Verwendung von sensibler Sensorik nur eingeschränkt zulassen, wie bspw. im Wirkbereich aggressiver Stoffe, hoher oder niedriger Temperaturen, verstärkter Staubentwicklung oder starker Vibrationen.

Aufgrund des relativ geringen Bauraumbedarfs für das oder die Sensorkabel, ist das erfindungsgemäße Verfahren für Bauteile mit beengten Bauraumverhältnissen geeignet, in vielen Fällen ist auch ein nachträglicher Einbau in bestehende

Installationen möglich.

Vorgefertigte Einzelbauteile oder Ersatzteile können bereits mit vorkonfektionierten Sensorleitungen bereitgestellt werden.

Zur erfindungsgemäßen Verwendung kommen insbesondere

Elektrokabeltypen, die zum Führen einer elektrischen Welle geeignet sind, beispielsweise Koaxialkabel oder Twisted-Pair- Kabel. Der als Indikator verwendete Elektrokabeltyp hat einen maßgeblichen Einfluss auf die Aussagekraft der durchgeführten Überwachungsmessung. Die Verwendung von Elektrokabeltypen, die zum Führen zumindest einer elektrischen Welle geeignet sind, führt zu Messergebnissen, also Ausgangssignalen des oder der Sensorkabel, die direkt mit Referenzsignalen verglichen werden können. Damit wird ein Bauteilüberwachungsmodus möglich, der auch bei turnusmäßigen, lediglich einige Sekunden andauernden Messungen, eine aussagekräftige Verschleißdiagnose zulässt.

Die Verwendung von Elektrokabeltypen ohne Eignung zum Führen zumindest einer elektrischen Welle erbringt Messergebnisse, also Ausgangssignale, deren Signalverlauf auszuwerten ist.

Hier ist ein permanentes Monitoring für eine Zustandsdiagnose erforderlich .

Das erfindungsgemäße Verfahren und erfindungsgemäße

Vorrichtungen erlauben damit sowohl eine permanente Überwachung von Bauteilen und Strukturen als auch, bei

Verwendung geeigneter Sensorkabel, eine turnusmäßige Abfrage des Bauteilzustandes. Eine permanente Überwachung mit ständig an die Sensorleitung (en) angeschlossenen Auswertegerät (en) gibt unmittelbar Auskunft über den Bauteilzustand und auch über Veränderungen im Verschleißverlauf. Beispielsweise deutet ein beschleunigter Anstieg der Oberflächenrauheit und damit der Messwerte auf eine erhöhte Bauteilbewegung hin. Das kann auf ein beginnendes Strukturversagen, beispielsweise durch Delamination oder beginnende Rissbildung, hindeuten.

Die bei der Verwendung von Elektrokabeln mit Eignung zum

Führen zumindest einer elektrischen Welle möglichen

turnusmäßigen Überprüfungen von Bauteilen offenbaren ebenfalls den Verschleißfortschritt eines Bauteiles oder einer Struktur, da die in der Oberflächenrauheit des elektrischen Leiters des Sensorkabels kumulierte dynamisch mechanische Belastung mit dem erfindungsgemäßen Verfahren messtechnisch auswertbar erfasst werden kann.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen

Messverfahrens besteht in einer bevorzugten Ausführungsform aus einer Energieversorgung, einem Signalgenerator, einer Signalauswerteeinheit, einem Datenlogger zur Aufzeichnung relevanter Daten, insbesondere des HF-Widerstandes und einer oder mehrerer Schnittstellen zur Kontaktierung des oder der Sensorkabel .

Erfindungsgemäße Vorrichtungskomponenten bevorzugter

Ausführungsformen werden, zur flexiblen Durchführung von in- situ Messungen, in einer transportablen Ausführungsform mit eigener Energieversorgung, beispielsweise über Batterien oder Akkus, bereitgestellt. Für eine parallele Durchführung des erfindungsgemäßen Messverfahrens an mehreren elektrischen Leitern, ist die Messvorrichtung mit einer entsprechenden Anzahl von Eingangs- und Ausgangsschnittstellen für die

Messsignale auszustatten.

Vorzugsweise werden Koaxialkabel in der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet.

Bei Verwendung einer Leitung oder konkreter eines

Elektrokabels mit Eignung zum Führen einer elektrischen Welle als Sensorkabel· kann eine turnusmäßige Messung des

Widerstandes erfolgen. Die dynamisch-mechanische Belastung kumuliert in den beschriebenen Gefügeveränderungen des elektrischen Leiters, diese wiederum ändert den

Widerstandswert des Leiters. Anhand des gemessenen

Widerstandswertes lässt sich die Tiefe der Gefügeveränderungen und damit der Verschleißgrad des Leiters errechnen.

Bei Verwendung von Elektrokabeln ohne Eignung zum Führen einer elektrischen Welle, wird zur Diagnose ebenfalls der

Widerstandswert gemessen. Hier ist jedoch nicht das

Messergebnis an sich, sondern der Verlauf der Signaländerungen aussagekräftig. D.h. hier muss permanent überwacht werden um den Verlauf der Signaländerungen beobachten zu können.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst neben dem/den

Sensorkabeln zumindest ein Messgerät, beinhaltend vorzugsweise eine Energieversorgung, einen Signalgenerator/Signalquelle, eine Signalauswertung, einen Datenlogger und ggf. physische und elektronische Schnittstellen zum Trennen der Sensorkabel von der übrigen Vorrichtung und/oder zur Anbindung der

Vorrichtung an einen Zentralrechner oder eine

MaschinenSteuerung .

Die Sensorkabel können an der Oberfläche von Bauteilen oder auch im Bauteilinneren verlaufen. Die Kabellängen der Sensorkabel können von wenigen Millimetern bis hin zu mehreren Hundert Metern betragen, (endgültige

Grenzen noch nicht ermittelt)

Die Sensorkabel können entweder in einer Schleife oder, bei Verwendung eines Endwiderstandes, einfach verlegt werden.

Der Widerstandswert eines am Sensorkabelende angebrachten Endwiderstand entspricht dem inneren Widerstand des

betreffenden Überwachungskabels.

Eine Überwachungseinrichtung kann in einer stationären

Ausführung oder auch transportabel ausgeführt werden.

Eine weitere erfindungsgemäße Überwachungsvorrichtung gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform überwacht, eine

entsprechende Anzahl von Messein- und -ausgängen

vorausgesetzt, mehrere Sensorkabel parallel.

Eine besonders vorteilhafte Verwendung sieht es ganz allgemein vor, dass eine elektrotechnisch am Bauteil gemessene Größe zur indirekten Beschreibung des Bauteilverschleißes dient.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von nachfolgend aufgeführten Zeichnungen ausführlich erläutert. Es zeigen

Figur 1 einen Elektroleiter mit schematischer Darstellung der Oberflächenschädigung,

Figur 2 eine Detailansicht einer Oberflächenschädigung,

Figur 3 einen Leiterquerschnitt mit schematisch

eingezeichneter Eindringtiefe d (Skintiefe) ,

Figur 4 eine schematische Darstellung eines Beispiel- Bauteils, mit eingetragenen Belastungsvektoren, Figur 5 eine schematische Darstellung eines Beispiel-Bauteils mit an der Bauteiloberfläche verlegtem Sensorkabel und

Endwiderstand,

Figur 6 eine schematische Darstellung eines Beispiel-Bauteils mit an der Bauteiloberfläche als Schleife verlegtem

Sensorkabel und

Figur 7 eine schematische Darstellung eines Beispiel-Bauteils mit integrierten Sensorkabeln.

Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Ansicht einen

Abschnitt eines Elektrokabels 1, in einer besonders als

Sensorkabel für das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugten Ausführungsform als Koaxialkabel, geeignet zum Führen

zumindest einer elektrischen Welle. Erkennbar dargestellt sind ein elektrischer Leiter 2 im Inneren des Kabelaufbaues und eine den Kabelaufbau umgebende Isolierung 3. Der elektrische Leiter 2 besteht dabei aus einem üblicherweise zu diesem Zweck verwendeten metallischen Werkstoff, vorzugsweise aus Kupfer oder Aluminium bzw. geeigneten Legierungen auf Basis dieser Metalle. Schematisch dargestellt sind Oberflächenschädigungen 4 des elektrischen Leiters 2, die bei dynamischer mechanischer Belastung des Elektrokabels 1 auftreten und bei andauernder dynamischer mechanischer Belastung des Elektrokabels zunehmen. Mögliche Bewegungsrichtungen 5 des Elektrokabels 1 als

Resultat einer dynamisch mechanischen Belastung sind mittels Pfeilen angedeutet.

Figur 2 zeigt in einer schematischen Detailansicht als stark vergrößerten Ausbruch die Veränderungen eines Metallgefüges aufgrund von dynamischer mechanischer Belastung. Das

Metallgefüge, bestehend aus Körnern 8, bildet, bei dynamischer mechanischer Belastung, beginnend an einer Oberfläche 7 des Elektrokabels 1, partielle Gefügeveränderungen in Form von Gleitzonen 9 aus. Das Material der Gleitzonen 9 verschiebt sich aufgrund der dynamisch mechanischen Belastung zueinander und bildet dabei als Intrusionen 6 bezeichnete Vertiefungen und als Extrusionen 10 bezeichnete Erhebungen relativ zum umgebenden Material des elektrischen Leiters 2 aus. Relevant für eine Verschleißdiagnose gemäß des erfindungsgemäßen

Verfahrens ist der mittlere Abstand 11 zwischen den höchsten Punkten der Extrusionen 10 und den tiefsten Punkten der

Intrusionen 6 an verschiedenen Stellen über eine gewisse Länge eines zu bewertenden elektrischen Leiters. Beträgt bei einem metallischen elektrischen Leiter 2 dieser mittlere Abstand 2 pm, hat der betreffende elektrische Leiter 2 ca . 80 %

Lebensdauer absolviert und ist damit austauschreif. Es ist mithin also bereits ein erheblicher Verschleiß diagnostiziert, sowie eine aus dem erfindungsgemäßen Verfahren ableitbare Aussage .

Figur 3 zeigt in einer schematischen Querschnittansicht ein Elektrokabel 1. Erkennbar dargestellt sind ein elektrischer Leiter und eine umgebende Isolierung 3. Eine den elektrischen Leiter umlaufende gestrichelte Linie deutet die Skintiefe 15 an. Wechselströme konzentrieren sich, abhängig von ihrer

Frequenz in einem bestimmten Bereich entlang der Oberfläche eines elektrischen Leiters 2. Der Wert für die Dicke bzw.

Tiefe des durchflossenen Bereiches, gemessen von der

Oberfläche des elektrischen Leiters radial zur Mitte hin, wird als Skintiefe 2 bezeichnet.

Figur 4 zeigt in einer schematischen Ansicht ein

beispielhaftes Bauteil 20. Auf das Bauteil 20 einwirkende dynamisch mechanische Kräfte sind als Vektoren 21 dargestellt. Bereiche des Bauteils 20, die aufgrund der einwirkenden mechanisch dynamischen Kräfte einer elastischen und/oder plastischen Verformung und damit einem Verschleiß unterliegen können sind als Verformungszonen 22 dargestellt. Figur 5 zeigt schematisch anhand eines beispielhaften Bauteils 20 eine vorteilhafte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Messvorrichtung zur Bauteilüberwachung mit der Anordnung eines Elektrokabels 1 als Sensorkabel an der Außenseite des Bauteils 20. Das Elektrokabel 1 ist dabei, ausgehend von einem links in der Ansicht angeordneten Messgerät 35, entlang des zu

überwachenden Bauteils verlegt und auf eine nicht näher dargestellte geeignete Weise mit dem Bauteil 20 verbunden. Das Elektrokabel endet in einem Widerstand 31, wodurch eine

Rückführung des Elektrokabels 1 zum Messgerät 35 in einer Schleife vermieden werden kann. Der elektrische

Widerstandswert des Widerstandes 31 entspricht dabei in der gezeigten vorteilhaften Ausführungsform dem inneren Widerstand des vorgeschalteten Elektrokabels 1.

Figur 6 zeigt schematisch in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsmäßen Messvorrichtung ein beispielhaft dargestelltes Bauteil 20 mit einem als Schleife verlegten Elektrokabel 1.

Figur 7 zeigt schematisch anhand eines beispielhaft

dargestellten Bauteils eine weitere vorteilhafte

Ausführungsform der erfindungsgemäßen Messvorrichtung.

Schematisch dargestellt sind besonders bevorzugt in einem Messgerät 35 beinhaltete Komponenten, eine Energieversorgung 36, ein Signalgenerator 37, eine Signalauswertung 38 und ein Datenlogger 39. Die Komponenten des Messgerätes 35 sind in der gezeigten Ausführungsform so ausgelegt, dass mehrere

Elektrokabel 1 angeschlossen werden können. Erkennbar

dargestellt sind vier Elektrokabel 1, die vom Messgerät 35 durch eine Schnittstelle 40 in das Bauteil 20 verlaufen. Die Elektrokabel 1 sind dabei einfach verlegt und enden jeweils in einem Widerstand 31. Die Schnittstelle 40 ist dabei so ausgelegt, dass eine physische und elektronische Trennung der Elektrokabel 1 dort erfolgen kann, beispielsweise um das Messgerät 35 zur turnusmäßigen Bauteilüberwachung mehrerer Bauteile 20 nutzen zu können. Eine Schnittstelle 40 könnte dabei beispielsweise durch einen Stecker oder eine

Anschlussklemme realisiert werden. Die Elektrokabel 1 sind in der gezeigten vorteilhaften Ausführungsform der

erfindungsgemäßen Messvorrichtung im Inneren des Bauteils 20 vorzugsweise in besonders für eine Bauteilüberwachung relevanten Bereichen verlegt.

Bezugs zeichenliste

1 Elektrokabel

2 elektrischer Leiter

3 Isolierung

4 Oberflächenschädigung

5 Biegerichtung

6 Intrusion

7 Oberfläche

8 Korn

9 Gleitzone

10 Extrusion

11 mittlerer Abstand

15 Skintiefe

20 Bauteil

21 Vektor

22 Verformungszone

31 Widerstand

35 Messgerät

36 Energieversorgung

37 Signalgenerator

38 Signalauswertung

39 Datenlogger

40 Schnittstelle