DE1086901B - Geraet zum Messen der Dicke nichtmagnetischer Schichten auf ferromagnetischen Werkstoffen - Google Patents

Description

• Gerät zum Messen der Dicke nichtmagnetischer Schichten auf ferromagnetischen Werkstoffen Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Messen der Dichte nichtmagnetischer Schichten auf ferromagnetischen Werkstoffen mit einem rohrförmigen Halter, auf dessen oberem Abschnitt eine mit Innengewinde versehene Buchse drehbar gelagert ist, während im unteren Teil ein zylindrischer Dauermagnet axial gleitend angeordnet und an einer Meßfeder aufgehängt ist, welche mit ihrem anderen Ende an einer Gleitführung angreift, wobei ein die Gleitführung und gegenüberliegende Längsschlitze im Halter durchgreifender Stellstift mit seinen Stirnenden in das Innengewinde der verdrehbaren Buchse eingreift.
• Bekanntlich besteht der überwiegende Teil der Maschinenbauerzeugnisse aus Werkstoffen auf Stahlgrundlage, welche wiederum mit einer Schutzschicht aus nichtmagnetisierharen Materialien versehen werden. Beim Auftragen einer Schutz- oder Veredelungsschicht auf die Oberfläche von Werkstücken ist eine Kontrolle der Arbeit durch eine Messung der Dicke der aufgetragenen Schicht erforderlich. Bei einer bekannten Vorrichtung, mit welcher die effektive Stärke einer derartigen Schutzschicht bestimmt werden kann, wird die Meßfeder, an der der Magnet aufgehängt ist, bei an dem Prüfling haftenden Magnet so weit gespannt, bis die Federkraft die Haftkraft überwindet und der Magnet vom Prüfling abreißt. Im gleichen Augenblick wird das Spannen der Feder unterbrochen, wobei der Spannweg der Feder auf einer Skala ablesbar ist, die in Werten der Schichtdicke sein kann.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Meßgerät zu schaffen, mit welchem neben der Messung der effektiven Stärke einer Schutzschicht od. dgl. auf einer ferromagnetischen Grundlage noch Vergleichsmessungen durchgeführt werden können.
• Erfindungsgemäß ist innerhalb des Halters eine sich im wesentlichen über dessen Länge erstreckende, mit vom Stellstift durchgriffenen Schlitzen versehene, den Magnet in axialer Richtung begrenzt beweglich aufnehmende Hülse axialgleitend gelagert und unab hängig von der vorherigen Einstellung der Meßfeder gegen die Kraft einer Feder unter Mitnahme des Magneten gegen die zu prüfende Schicht beweglich.
• In vorteilhafter Weise kann das erfindungsgemäße Gerät als Grenzwertmeßgerät verwendet werden, wobei mit dem für einen bestimmten Wert eingestellten Gerät schnell und einwandfrei unterschrittene Sollwerte festgestellt und Ausschuß bestimmt werden können.
• Zweckmäßigerweise kann die die Feder und den Dauermagneten umgebende untere Hälfte des Halters am freien Ende aus durchsichtigem Material hergestellt sein. Durch diese Maßnahme können die Bewegungen des Magnetes leicht beobachtet werden.
• An dem Querstift kann ein sich von ihm in Richtung auf den Magneten zu erstreckendes Skalenrohr befestigt sein, und in der unteren Hälfte des Halters kann in geringer Entfernung von dem unteren Ende der auf die obere Halterhälfte aufgeschobenen Buchse mit Innengewinde ein Fenster mit querverlaufendem Anzeigestrich zum Beobachten der Skala vorgesehen sein.
• Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß das obere Ende des Halters durch einen eingeschraubten, napfartig gestalteten Pfropfen abgeschlossen, in diesem ein von einer Feder beeinflußter Druckstift in axialer Richtung verschiebbar gelagert und an dem über de Pfropfen innen vorstehenden Ende des Druckstif der Boden der Hülse befestigt ist. Es kann vo eilhaft sein, daß auf dem über den Halter vorstglNenden Ende des Pfropfens eine Mutter aufgesc ubt ist, durch deren Verschrauben die Buchse je gegen den Absatz des Halters gedrückt und dam gegen ungewollte Drehung gesichert werden kappt In der Zeichnung ist das Geräten einer beispielsweisen Ausführungsform in LXgsschnitt bei vollkommen entspanntem Zustan dargestellt Mit 1 ist ein hohler griff rtiger Halter bezeichnet, welcher an einem Ende n Mundstück aus durchsichtigem Material besitzt und ungefähr in der Mitte ein Fenster 3 mit einem zur Halterachse senkrechten Strich aufweist. Der Halter 1 ist an dem dem Mundstück 2 abgekehrten Ende durch einen eingeschraubten, jedoch verhältnismäßig weit vorstehenden Pfropfen 14 abgeschlossen, welcher napfartige Form besitzt. In der Höhlung des Pfropfens 14 ist ein den Boden desselben frei durchdringender Stiftl2 mit Druckknopf axial verschiebbar untergebracht, der unter der Wirkung einer ihn nach außen drückenden Feder 13 steht.
• An dem innen über dem Pfropfen 14 vorstehenden Ende des Stiftes 12 ist eine sich nahezu über die ganze Länge des Halters 1 erstreckende Hülse 11 mit ihrem Bodenteil befestigt. Der in der oberen Hälfte im Durchmesser etwas abgesetzte Halter 1 ist in dieser abgesetzten Hälfte an zwei gegenüberliegenden Stellen mit einem Längsschlitz versehen. Ebenso weist die Hülse 11 solche sich ungefähr vom Boden bis zur Mitte erstreckende Schlitze auf. Durch die Schlitze in der oberen Hälfte des Körpers 1 und der Hülse 11 ist ein Querstift 5 gesteckt, der von einem Stein 6 getragen wird. An dem dem Mundstück 2 des Halters 1 zugekehrten Ende des Steines 6 ist an einer verstellbaren Schraube das eine Ende einer Feder 7 befestigt, deren anderes Ende am Ende einer Zugstange 8 angreift. Mit der Zugstange ist der bolzenartige Magnet 9 verbunden, welcher in die Bohrung des Mundstückes 2 eingreift. Durch die Feder 7 wird bei Spannung derselben die Zugstange 8 mit dem Magneten zurückgezogen, so daß sich ein an der Zugstange8 vorgesehener Bund 8 b an das untere Ende der Hülse 11 anlegt.
• Auf die obere abgesetzte Hälfte des Halters 11 ist dichtpassend eine Buchse 4 drehbar aufgesetzt, welche ein doppelgängiges Innengewinde besitzt. In die Gänge dieses Innengewindes greifen die Enden des Querstiftes 5 ein. Durch Drehen der Buchse 4 auf der oberen Hälfte des Halters 1 wird der Stift 5 axial verschoben und dadurch die mit ihm verbundene Feder 7 gespannt. Um das Maß des Spannens der Feder 7 feststellen zu können, ist an dem Stift 5 bzw. dem Stein 6 das eine Ende eines sich nach dem Magnet 9 hin erstreckenden Röhrchens 10 befestigt, auf welchem eine Skala angebracht ist. Weiter ist zum gleichen Zwecke in dem Halter 1 in geringer Entfernung von der Stelle, an welcher der Durchmesser des Halters verringert ist, ein Fenster 3 mit einem Querstrich als Marke vorgesehen. Da sich das Skalenrohr 10 innerhalb der Hülse 11 befindet, ist die Hülse 11 in Höhe des Fensters 3 gleichfalls mit einem Ausschnitt versehen.
• Auf dem über den Halter 1 vorstehenden Teil des Pfropfens 14 sitzt auf einem Gewindezapfen eine Mutter 15. Durch Verschrauben derselben kann die Buchse 4 fest gegen den Absatz des Halters 1 gedrückt und damit gegen ungewollte Verdrehung gesichert werden.
• \,Bei der Serienfabrikation, wo vorwiegend geprüft thnd, ob die Schutzschicht eine vorgeschriebene Dicke aufweist, der absolute Wert der Dicke der genannten Schic'ht jedoch nicht interessiert, geht man so vor, daß entsprechend einer Eichkurve durch Drehung der Buchse 4 auf der sich dabei verschiebenden Skala 10 der vorgeschYiebene Wert eingestellt wird. Durch Drehung der Büchse 4 wird mittels des Stiftes 5 der Stein 6 axial verschoben und die Feder 7 gespannt, da der Ansatz 8b Feder Zugstange8 an dem unteren Ende der Hülse 11 anliegt und somit die Stange 8 der Bewegung des Steines Änicht folgen kann. Mittels des Fixierringes 15 wirddie Buchse 4 gegen den Körper 1 gedrückt, wodurck die Einstellung des Apparates fixiert wird. Bei Betätigung des Druckknopfes 12 drückt die Hülse 11 aùNen Ansatz 8 b der Zugstange8 und bringt somit den Magnet9 in Berührung mit dem Prüfling. Wird der druckknopf 12 freigegeben, führt die Feder 13 die Hülse11 in die ursprüngliche Lage zurück und gibt somit den Magnet 9 frei.Entspricht die Schichtdicke dem eingestell- ten Wert bzw. überschreitet ihn, d. h., entspricht sie den gestellten Prüfbedingungen, bleibt der Magnet 9 am Prüfling nicht haften. Ist dagegen die Schichtdicke kleiner als der vorher eingestellte Wert, bleibt der Magnet 9 am Prüfling haften. Die Lage des Magneten 9 kann durch das durchsichtige Mundstück2 beobachtet werden. Auf diese Art können mehrere hundert Messungen in der Stunde durchgeführt werden.
• Bei Einzelfabrikation oder bei Kontrolle der Schichtdicke während des Herstellungsprozesses, wo Messung des absoluten Dickenwertes erforderlich ist, geht man folgendermaßen vor: Durch Drehung der Buchse 4 wird der Magnet 9 mittels des Stiftes 5 und des Steines 6 eingestellt. Das Gerät wird mit dem Mundstück 2 auf den Prüfling aufgesetzt, und der Magnet 9 bleibt an diesem haften. Jetzt wird durch Drehung der Buchse 4 im entgegengesetzten Sinne mittels des Stiftes 5 und des Gleitkörpers 6 die Feder 7 gespannt. Die Buchse 4 wird so lange gedreht, bis der Magnet 9 vom Prüfling abreißt, was durch das durchsichtige Mundstück 2 beobachtet werden kann. Im Augenblick des Abreißens wird die Drehung der Buchse 4 eingestellt, im Fenster 3 der Anzeigewert der Skala 10 abgelesen und mittels des Eichdiagramms ausgewertet. Dieser Vorgang wiederholt sich bei jeder Messung.
• Das beschriebene Gerät beschleunigt wesentlich die Kontrolle von Schichtdicken, was besonders bei Serien- und Massenfabrikation hervortritt, da die Meßzeiten um ein Vielfaches kürzer sind als bei Anwendung der bisherigen Geräte, wobei jedoch die Genauigkeit des beschriebenen Gerätes der höchst erreichbaren für Apparate dieser Art entspricht. Durch Anwendung des Erfindungsgegenstandes kann eine wesentliche Steigerung der Wirtschaftlichk=eit der Kontrolle von Arbeitsprozessen bei Oberflächenbehandlungen erzielt werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRUCHE: 1. Gerät zum Messen der Dicke nichtmagnetischer Schichten auf ferromagnetischen Werkstoffen mit einem rohrförmigen Halter, auf dessen oberem Abschnitt eine mit Innengewinde versehene Buchse drehbar gelagert ist, während im unteren Teil ein zylindrischer Dauermagnet axial gleitend angeordnet und an einer Meßfeder aufgehängt ist, welche mit ihrem anderen Ende an einer Gleitführung angreift, wobei ein die Gleitführung und gegenüberliegende Längsschlitze im Halter durchgreifender Stellstift mit seinen Stirnenden in das Innengewinde der verdrehbaren Buchse eingreift, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Halters (1) eine sich im wesentlichen über dessen Länge erstreckende, mit vom Stellstift (5) durchgriffenen Schlitzen versehene, den Magnet (9) in axialer Richtung begrenzt beweglich aufnehmende Hülse (11) axial gleitend gelagert und unabhängig von der vorherigen Einstellung der Meßfeder (7) gegen die Kraft einer Feder (13) unter Mitnahme der Magneten (9) gegen die zu prüfende Schicht beweglich ist.
2. 2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die die Feder (7) und den Dauermagnet (9) umgebende untere Hälfte des Halters (1) am freien Ende (bei 2) aus durchsichtigem Material hergestellt ist.
3. 3. Gerät nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Ouerstift (5) ein sich von ihm in Richtung auf den Magneten (9) zu erstreckendes Skalenrohr (10) befestigt und in der unteren Hälfte des Halters (1) in geringer Entfernung von dem oberen Ende der auf die obere Halterhälfte aufgeschobenen Buchse (4) mit Innengewinde ein Fenster (3) mit einem querverlaufenden Anzeigestrich zum Beobachten der Skala vorgesehen ist.
4. 4. Gerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende des Halters (1) durch einen eingeschraubten, napfartig gestalteten Pfropfen (14) abgeschlossen, in diesem ein von einer Feder (13) beeinflußter Druckstift (12) in axialer Richtung verschiebbar gelagert und an dem über den Pfropfen (14) innen vorstehenden Enz des Druckstiftes (12) der Boden der Hülse (1: befestigt ist.
5. 5. Gerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch g kennzeichnet, daß auf dem über den Halter (: vorstehenden Ende des Pfropfens (14) eine Multi aufgeschraubt ist, durch deren Verschrauben d Buchse (4) fest gegen den Absatz des Halters (: gedrückt und damit gegen ungewollte Drehur gesichert werden kann.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Französische Patentschrift Nr. 1 130 387.