DE19620389C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung von Oberflächenrauhigkeiten eines Prüfgegenstandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Prüfung von Oberflächen­ rauhigkeiten eines Prüfgegenstandes mit Hilfe einer pneumatischen Prüfvorrichtung, durch die ein Luftstrom über eine Meßdüse eines Meßkopfes auf eine vor einer Abtastfläche des Meßkopfes angeordnete, zu untersuchende Oberfläche des Prüfgegenstandes geleitet wird, und die sich zwischen der Oberfläche und der Abtastfläche des Meßkopfes einstellenden Ausströmungsparameter gemessen werden.

Eine pneumatische Prüfvorrichtung für Oberflächenrauhigkei­ ten ist durch einen Aufsatz von R. Lehmann, A. Wiemer und H. Orzegowski in Feingerätetechnik 12 (Heft 1 (1963) , Seite 6 bis 13) bekanntgeworden.

Aus unterschiedlichen Gründen werden die Oberflächen von Werkstücken nach ihrer maschinellen Herstellung nachbehan­ delt. Die Oberflächenbehandlung von Werkstücken erfolgt bei­ spielsweise, um ein Funktionsverhalten von später aneinan­ derliegenden Anlageflächen der Werkstücke zu verbessern. Die Oberflächenbehandlung kann aber auch der Verbesserung des optischen Erscheinungsbildes, eine verbesserte Verschleißfe­ stigkeit oder Korrosionsbeständigkeit betreffen.

In holzverarbeitenden Betrieben wird die Oberfläche von Pro­ filhölzern durch Bearbeitungsverfahren, wie Hobeln, Schlei­ fen oder Abziehen geebnet und geglättet. Anschließend werden verschiedene Schutzschichten aufgetragen, deren Haftung von der durch die Bearbeitung erzeugten Oberflächengüte abhängig ist.

Daher wird bei der Fertigung von Werkstücken danach ge­ strebt, eine gleichmäßig hohe Fertigungsqualität zu erzie­ len, die auch die an den jeweiligen Verwendungszweck ange­ paßte Werkzeugoberfläche einschließt. Dazu ist es notwendig, daß die Rauhigkeit der Oberfläche in den Bereichen der Fer­ tigung geprüft wird. Meist ist es ausreichend, daß die Ober­ flächenqualität durch den Vergleich mit einem Referenzwert beurteilt werden kann.

Ebenso wichtig wie die Prüfung der oberflächenbehandelten Werkstücke ist auch die Prüfung der zur Oberflächenbehand­ lung eingesetzten Arbeitswerkzeuge, wie beispielsweise der verwendeten Schleifbänder. Der Zustand dieser Arbeitswerk­ zeuge beeinflußt entscheidend die Arbeitsergebnisse, d. h. die Oberflächenqualität und die Arbeitsleistung. Die Beur­ teilung der Arbeitswerkzeuge während des Fertigungsprozesses gestaltet sich meist kompliziert, da beispielsweise ein Schleifband ein Arbeitswerkzeug mit einer Arbeitsfläche von unbestimmter Schneidengeometrie ist. Durch den Arbeitsprozeß werden zusätzliche Schwankungen innerhalb des Oberflächenvo­ lumens der Arbeitswerkzeuge erzeugt. Die hierbei auftreten­ den Schwankungen sind vor allem auf unvollständige Reinigung der Schleifbänder, Feuchtigkeitsaufnahme oder -entzug oder generellen Verschleiß zurückzuführen. Dies muß sowohl bei der Bearbeitung von Holz als auch von Metallen und Kunst­ stoffen berücksichtigt werden.

Beispielhaft sei diese Problematik bei dem Bandschleifen von Hölzern verdeutlicht. Wenn sich nun der Oberflächenzustand des Schleifbandes bei gleichbleibenden Einstellbedingungen von Maschine und Werkzeug verschlechtert, so führt dies zu einer Änderung des Zerspanungsvorganges. Es wird weniger bzw. auf eine unregelmäßige Art und Weise Material von der Oberfläche des Werkstückes abgetragen. Die Qualität der Oberfläche des behandelten Holzes verschlechtert sich. Diese Vorgänge sind je nach Holzart unterschiedlich, da sich bei­ spielsweise bei der Behandlung von Kiefernhölzern auf dem Schleifband Stellen bilden, die mit Schleifstaub und Holzin­ haltsstoffen völlig verklebt sind. Die darunterliegenden oder seitlich angrenzenden, verklebten Schleifkörner können bei einem weiteren Behandlungsvorgang des Holzes nicht mehr am Schleifvorgang vollständig teilnehmen. Dies ist insbeson­ dere dann der Fall, wenn es sich um Hölzer handelt, deren Holzfasern einen hohen Anteil an Harz, Fett und wachshalti­ gen, adhäsionsfreudigen Holzinhaltsstoffen besitzen. Diese Holzinhaltsstoffe werden beim Schleifvorgang freigelegt und lagern sich zwischen einzelnen Körnern des Schleifbandes ab. Der aufgrund des sich langsam verklebenden Schleifbandes nachlassende Oberflächenabtrag kann dadurch ausgeglichen werden, daß ein Anpreßdruck des Schleifbandes erhöht wird.

Dies hat aber zur Folge, daß durch die zunehmende Reibung eine Temperaturerhöhung auf der Oberfläche des behandelnden Werkstückes eintritt, so daß unter Umständen Verkohlungsspu­ ren an den Profilhölzern sichtbar werden.

Rauhtiefenmessungen an Holzoberflächen der Profilhölzer ha­ ben ergeben, daß man während des Schleifvorganges meist zu­ nächst einen stark degressiven Verlauf der Abstumpfung des Schleifbandes beobachtet, da zu Beginn des Schleifvorgangs ein starkes, dann aber ein geringer werdendes Ab- oder Aus­ brechen von Schleifkörnern gegeben ist. Der weitere Verlauf der Abstumpfung ist in der Regel progressiv fallend, da sich vor allem ständig zunehmende Ablagerungen feinster Schleif­ spänchen und von Holzinhaltsstoffen zwischen den Körnern bilden.

Sowohl zur Prüfung der oberflächenbehandelten Werkstücke als auch der zu dieser Behandlung eingesetzten Arbeitswerkzeuge (Schleifbänder, Schleifklötze) werden unterschiedliche Prüf­ verfahren eingesetzt, wie beispielsweise Lichtverfahren, In­ terferenzverfahren oder profilometrische Tastschnittverfah­ ren. Nachteiligerweise sind die bekannten Verfahren arbeits­ intensiv, benötigen lange Meßzeiten und sind als Prüfverfah­ ren während der Bearbeitungsvorgänge nicht geeignet.

Bei der bekannten pneumatischen Prüfvorrichtung wird eine Meßfläche eines Meßkopfes auf die zu prüfende Oberfläche an­ gedrückt, damit ein Luftstrom über eine Meßdüse auf die zu prüfende Oberfläche ausströmen kann. Es stellen sich unter­ schiedliche physikalische Verhältnisse zwischen der Abtast­ fläche des Meßkopfes und der Oberfläche ein, je nachdem, welches Hohlraumvolumen durch die einzelnen Körner gebildet wird. Eine Änderung des Hohlraumvolumens zwischen den ein­ zelnen Körnern wird durch das Messen des Druckverlustes der durch diesen Hohlraum abfließenden Druckluft ermittelt. Wenn nun Referenzwerte für glatte Oberflächen als auch für rauhe Oberflächen vorliegen, so kann durch die Druckänderung die Oberflächenrauhigkeit abgeschätzt werden. Wenn die Oberflä­ che eines Werkstücks beurteilt wird, so kann die Druckände­ rung als Maß für eine gute oder schlechte Qualität herange­ zogen werden. Wird das Arbeits- oder Schleifwerkzeug unter­ sucht, so dient die Druckänderung als Maß für den Ver­ schleißzustand des Schleifwerkzeugs.

Das bekannte pneumatische Prüfverfahren hat den Nachteil, daß nur eine Prüfung von ruhenden Prüfgegenständen möglich ist. Dies bedeutet, daß für eine Prüfung der Arbeitsvorgang unterbrochen und anschließend wieder gestartet werden muß.

Wenn der Prüfgegenstand nicht ruht, so kommt es zu einer Re­ lativbewegung zwischen Prüfgegenstand und Meßkopf, die zu einem Verschleiß, d. h. einer Abtragung der Oberfläche des Meßkopfes an der rauhen Prüfoberfläche führt.

Aus der DE 42 22 489 A1 ist ein Verfahren zum Detektieren von Werkstückoberflächenfehlern bekannt. Mit Hilfe einer pneumatisch arbeitenden Prüfvorrichtung wird ein Luftstrom über eine Meßdüse eines Meßkopfes auf eine vor einer Abtast­ fläche des Meßkopfes angeordnete, zu untersuchende Oberflä­ che des Prüfgegenstandes geleitet. Die sich zwischen der Oberfläche und der Abtastfläche des Meßkopfes einstellenden Ausströmungsparameter werden gemessen und mit einem Refe­ renzwert verglichen. Das zu untersuchende Werkstück ruht, während der Meßkopf in konstantem Abstand über die Werkstüc­ koberfläche geführt wird. Eine Untersuchung einer rotieren­ den oder bewegten Prüfoberfläche ist nicht vorgesehen.

Bei einem Verfahren gemäß der technischen Lehre nach CH-PS 542 428 wird ebenfalls ein Prüfgegenstand mit Hilfe einer pneumatisch arbeitenden Prüfvorrichtung untersucht. Ein Luftstrom wird über eine Meßdüse auf die zu untersuchen­ de Oberfläche des Prüfgegenstandes geleitet. Ausströmungspa­ rameter werden gemessen und mit einem Referenzwert vergli­ chen. Bei der Prüfung wird das Werkstück an der ortsfest an­ geordneten Meßdüse vorbei bewegt. Dabei kommt es zu einer Relativbewegung zwischen Prüfgegenstand und Meßkopf mit den bereits oben angesprochenen Nachteilen.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Verfahren und die Vorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß einerseits eine Unterbrechung der Bewegung des Prüfgegenstandes beim Arbeitsvorgang für eine Prüfung des Prüfgegenstandes unterbleiben kann, und an­ dererseits ein Verschleiß des Meßkopfes vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Prüfung von Ober­ flächenrauhigkeiten eines bewegten Prüfgegenstandes mit Hil­ fe einer pneumatischen Prüfvorrichtung gelöst, bei dem der Prüfgegenstand bei der Prüfung bewegt wird und die Abtast­ fläche des Meßkopfes bei der Prüfung der Oberflächenrauhig­ keit mit einer Geschwindigkeit über die zu prüfende Oberflä­ che bewegt wird, die im wesentlichen der Geschwindigkeit des Prüfgegenstandes entspricht.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine pneumatische Prüfvorrichtung eingesetzt, die eine Meßdüse im Bereich einer Abtastfläche eines Meßkopfes und einen Druck­ messer umfaßt. Bei dem Prüfvorgang wird der Meßkopf an die zu prüfende Oberfläche herangefahren, so daß die Abtastflä­ che ein wenig über der zu prüfenden Oberfläche angeordnet ist, ohne die Oberfläche zu beschädigen. Je nach zu prüfen­ dem Werkstoff kann die Abtastfläche auch auf die Oberfläche leicht angedrückt werden. Die Oberflächenrauhigkeit wird durch die sich am Auslaß des Meßkopfes einstellenden Strö­ mungswiderstände erfaßt. Die Strömungswiderstände lassen sich mit verschiedenen Meßverfahren erfassen, z. B. durch die Erfassung des Druckverlustes, der Erfassung der Strömungsge­ schwindigkeit und des Durchflußvolumens. Durch diese Meßme­ thodik kann die Oberflächenrauhigkeit beurteilt werden, da mit zunehmender Oberflächenrauhigkeit der Strömungswider­ stand abnimmt. Die für die Oberflächenrauhigkeit verantwort­ lichen Oberflächenstrukturen verhindern ein schnelles Ab­ fließen der Druckluft und bestimmen den Wert des Widerstan­ des, der sich zwischen der Abtastfläche des Meßkopfes und der Oberfläche einstellt. Auf diese Weise kann auch das Hohlraumvolumen zwischen den einzelnen Oberflächenprofilie­ rungen bestimmt werden. Wenn dieses Volumen ausreichend groß ist, ist der Widerstand beim Durchfließen der Druckluft niedrig.

Da die Profilierungen auf der zu prüfenden Oberfläche zu­ fällig verteilt sein können, ist es notwendig, den Meßkopf an verschiedenen Stellen der zu prüfenden Oberfläche einzu­ setzen. Auf diese Weise kann ein statistisches Ergebnis der auf einer Oberfläche verteilten Rauhigkeiten erzielt werden.

Der Meßkopf wird zu einer bestimmten Stelle der zu prüfenden Oberfläche bewegt, auf eine Geschwindigkeit gebracht, die der Geschwindigkeit der Bewegung des Prüfgegenstandes ent­ spricht, und anschließend auf die Oberfläche hin bewegt. Aus diesem Grund kommt es beim Prüfen der Oberfläche zu keiner Relativbewegung zwischen der Abtastfläche und der zu prüfen­ den Oberfläche.

Die Bewegung des Meßkopfes kann durch verschiedene bekannte technische Realisierungen durchgeführt werden. Beispielswei­ se ist es denkbar, den Meßkopf auf einem Schlitten anzuord­ nen, dessen Antrieb über die Antriebseinrichtung des beweg­ ten, zu prüfenden Gegenstandes gekoppelt ist. Der Meßkopf könnte aber auch durch Rollen oder Rädchen angetrieben wer­ den, um ihn auf die gleiche Geschwindigkeit wie den zu prü­ fenden Gegenstand zu bringen. Notwendig ist lediglich, daß die Bewegungsrichtung des Meßkopfes in die Bewegungsrichtung des zu prüfenden Gegenstandes erfolgt, und der Meßkopf eine Bewegung auf die Oberfläche des Prüfgegenstandes hin durch­ führen kann, um die Abtastfläche in einen Prüfkontakt mit der zu prüfenden Oberfläche zu bringen.

Weiterhin ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von Vorteil, daß die Abtastfläche des Meßkopfes nicht permanent an der zu prüfenden Oberfläche anliegen muß, sondern daß die Prüfung der Oberfläche dann erfolgen kann, wenn dies ge­ wünscht wird. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemä­ ßen Verfahrens ist die pneumatische Prüfvorrichtung zu­ schaltbar ausgebildet. Dies trägt zu einer weiteren Schonung des Meßkopfes und einem reduzierten Verschleiß der Abtast­ fläche des Meßkopfes bei.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine gewölbt ausgebildete Abtastfläche des Meßkopfes an die zu prüfende Oberfläche angedrückt. Dies er­ möglicht es, auch Oberflächen von Werkstücken oder Werkzeu­ gen zu prüfen, die aus flexiblen, nachgiebigen Materialien gefertigt sind. Dies können beispielsweise dünne Bleche, Schleifbänder, Förderbänder aus Gummi, Keilriemen usw. sein. Dabei ist es entscheidend, daß eine gute Anlage der Abtast­ fläche des Meßkopfes an der zu prüfenden Oberfläche möglich ist. Es kann die Oberfläche des Prüfgegenstandes an die Ab­ tastfläche des Meßkopfes oder umgekehrt die Abtastfläche des Meßkopfes an die Oberfläche des Prüfgegenstandes ange­ preßt werden, so daß sich die Oberfläche an die Wölbung der Abtastfläche anschmiegen kann.

Bei einer weiteren Ausführungsform wird die Abtastfläche des Meßkopfes durch die Außenumfangsfläche einer Meßrolle gebil­ det, die um eine quer zur Bewegungsrichtung des Prüfgegen­ standes angeordneten Achse drehbar gelagert ist. Wenn der Meßkopf in die Nähe der zu prüfenden Oberfläche gebracht wurde, kann die Meßrolle auf eine Drehgeschwindigkeit ge­ bracht werden, die der Geschwindigkeit des bewegten Prüfge­ genstandes entspricht. Auf diese Weise kann leicht reali­ siert werden, daß keine Relativgeschwindigkeit zwischen der Abtastfläche und der zu prüfenden Oberfläche gegeben ist. Auch wird durch diese Ausbildung des Meßkopfes ein leicht zuschaltbarer Betrieb der Prüfvorrichtung möglich.

Da der zu bewegende Teil des Meßkopfes bei dieser Ausfüh­ rungsform lediglich aus einem anzutreibenden Zylinder, d. h. einer Rolle oder Walze besteht, reduziert sich einerseits die einzusetzende Energie und andererseits der auftretende Verschleiß. Je nach Art des Prüfgegenstandes (Schleifband, Förderband) und Ausgestaltung des rollenförmigen Meßkopfes kann der Antrieb der Meßrolle auch über den Prüfgegenstand selbst erfolgen. Aus diesem Grund wird ebenfalls eine Rela­ tivbewegung zwischen der Abtastfläche der Meßrolle und dem Prüfgegenstand vermieden.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die unterschied­ lichsten Prüfgegenstände untersucht werden, vorteilhaft ist es aber, daß Oberflächen von bewegten, vorzugsweise flexi­ blen Bändern oder dergleichen, wie Schleifbändern, angerauh­ te Förderbänder, Bänder von Riemenantrieben, mit Hilfe der Prüfvorrichtung prüfbar sind.

In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch eine Vorrichtung zur Prüfung von Oberflächenrauhigkeiten eines Prüfgegenstands, die eine an einem Meßkopf angeordnete Meß­ düse zur Leitung eines Luftstromes auf eine zu untersuchende Oberfläche des Prüfgegenstandes und mindestens ein Meßgerät zum Messen der physikalischen Parameter zwischen der Ober­ fläche und einer Abtastfläche des Meßkopfes aufweist. Die obengenannte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Meßkopf derart ausgebildet ist, daß er über die Oberfläche des Prüf­ gegenstandes vorzugsweise mit etwa der Geschwindigkeit des Prüfgegenstands bewegbar ist. Die bewegliche Ausgestaltung des Meßkopfes verhindert eine Relativbewegung zwischen der Abtastfläche des Meßkopfes und der zu prüfenden Oberfläche. Der Verschleiß des Meßkopfes ist daher gegenüber dem Meßkopf der bekannten Prüfvorrichtung geringer.

Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung kann innerhalb von Ar­ beitsvorgängen eingesetzt werden, ohne daß diese unterbro­ chen werden müssen.

Durch den Austritt der Druckluft aus einer Meßdüse an der Abtastfläche des Meßkopfes erfolgt eine gleichzeitige Reini­ gung der Abtastfläche des Meßkopfes und der zu prüfenden Oberfläche.

Bevorzugt ist es, daß der Meßkopf als Meßrolle ausgebildet ist, die um eine zentrale, quer zur Bewegungsrichtung des Prüfgegenstandes angeordnete Achse drehbar gelagert ist. Die Meßrolle besitzt die Form eines konzentrischen Zylinders ge­ ringer Masse, der leicht um die zentrale Achse rotieren kann. Da nur eine geringe Masse des Meßkopfes bewegt werden muß, bedeutet dies einen weiteren Beitrag zur Verschleißmi­ nimierung der Prüfvorrichtung.

Bei einer weiteren Ausführungsform sind an dem Meßkopf meh­ rere Meßdüsen vorgesehen. Die Meßdüsen sind über die Auße­ numfangsfläche der drehbar gelagerten Meßrolle verteilt und mit Luftkanälen verbunden, durch die den Meßdüsen Druckluft zugeführt wird. Die Luftkanäle können sich innerhalb der un­ beweglichen Achse fortsetzen und die Verbindung zu einem Druckluftgenerator herstellen. Sind mehrere Meßdüsen entwe­ der radial und/oder axial am Umfang der Meßrolle ausgebil­ det, so kann die zu prüfende Oberfläche nahezu vollkommen über ihre Breite und Länge gesehen erfaßt werden. Mit mehre­ ren Meßdüsen läßt sich zusätzlich die Qualität der erhalte­ nen Meßsignale verbessern. Folglich lassen sich mehrere Meß­ punkte gleichzeitig aufzeichnen bzw. die Intervalle zwischen einzelnen Meßzeiten verringern. Der Meßkopf mit der Meßrolle läßt sich so ausbilden, daß in beliebigen Positionen der ro­ tierenden Meßrolle eine konstante Anzahl (eine oder mehrere) von Meßdüsen mit dem Druckluftgenerator verbunden sind.

Bei einer Weiterbildung der Meßrolle sind die Meßdüsen auf der Außenumfangsfläche der Meßrolle wendelartig angeordnet. Dies ermöglicht es, mehrere Meßpunkte auf der zu prüfenden Oberfläche aufzunehmen, die über die Breite der Oberfläche verteilt sind. Somit läßt sich eine Aussage über einen brei­ ten Bereich der Oberfläche nahezu gleichzeitig gewinnen.

Selbstverständlich können das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung mit weiteren Prüfeinrich­ tungen und Meßtechniken zur Auswertung der gewonnen Meßwerte kombiniert werden. Über eine schnelle Datenerfassung können die gemessenen Druckwerte beispielsweise in eine Abbildung der Oberflächentopographie der geprüften Oberfläche umge­ setzt werden. In einer einfachen Ausgestaltung kann aber auch lediglich eine Anzeige aufleuchten, die den durchzufüh­ renden Austausch des Arbeitswerkzeugs aufgrund des gemesse­ nen Verschleißes anzeigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch dahingehend zu ver­ stehen, daß die Abtastfläche des Meßkopfes für die Oberflä­ chenprüfung des Prüfgegenstandes auf der zu prüfenden Oberfläche lose bzw. unter Spannung aufliegen oder geringfü­ gig davon beabstandet sein kann. Die Meßdüse kann nicht nur mit einem Gas sondern auch mit einer Flüssigkeit betrieben werden.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genann­ ten und hier noch weiter aufgeführten Merkmale erfindungsge­ mäß jeweils einzeln oder in beliebigen Kombinationen mitein­ ander verwendet werden. Die erwähnten Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählungen zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird an­ hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Prüf­ vorrichtung mit einem als Meßrolle ausgebildeten Meßkopf und einer Meßdüse;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Prüfvorrichtung mit einem als Meßrolle ausgebil­ deten Meßkopf und mehreren Meßdüsen;

Fig. 3 einen gegenüber dem Schnitt der Fig. 2 um 90° ge­ drehten Längsschnitt;

Fig. 4 eine schematische perspektivische Darstellung der Prüfvorrichtung nach Fig. 2.

Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen den erfindungsge­ mäßen Gegenstand teilweise stark schematisiert und sind nicht notwendigerweise maßstäblich zu verstehen.

In der Fig. 1 ist eine Prüfvorrichtung 10 gezeigt, die sich im wesentlichen aus einer ortsfesten Achse 11 und einer um die Achse 11 drehbar gelagerten Meßrolle 12 zusammensetzt. Innenhalb der Achse 11 ist ein Luftkanal 13 ausgebildet, der in einen Meßkanal 14 übergeht. Der Meßkanal 14 verbindet den Luftkanal 13 mit einer Meßdüse 15, so daß Druckluft aus der Prüfvorrichtung 10 auf eine zu prüfende Oberfläche 16 eines Prüfgegenstandes 17 geleitet werden kann. In dem in der Figur gezeigten Zustand ist die Meßrolle 12 mit einer Abtast­ fläche 18 an die Oberfläche 16 angedrückt. Dies ermöglicht eine Prüfung der Oberfläche 16, die flexibel ausgebildet und nachgiebig ist. Wenn Oberflächen von starren Prüfgegenstän­ den untersucht werden, kann die Meßrolle 12 auch mit einem geringeren oder ohne Anpreßdruck über der zu prüfenden Ober­ fläche angeordnet sein.

Als Prüfgas wird zweckmäßig Luft eingesetzt. Bei allen Aus­ führungsformen der Erfindung lassen sich alle Prüfschritte auch mit anderen Gasen oder Flüssigkeiten erreichen und durchführen.

Zur Prüfung der Oberfläche 16 wird Druckluft aus der Prüf­ vorrichtung 10 auf die Oberfläche 16 geblasen, so daß sich ein Strömungswiderstand zwischen der Oberfläche 16 und der Abtastfläche 18 einstellt. Dieser Zustand kann über am Luftkanal 13 angeordneten Meßinstrumente erfaßt und ausge­ wertet werden. Da die Oberfläche 16 unterschiedlich stark profiliert oder mit unterschiedlichen Rauhigkeiten ausgebil­ det sein kann, ändert sich der erfaßte Zustand in Abhän­ gigkeit von der erfaßten Oberflächengüte.

Folglich kann der erfaßte Zustand, beispielsweise Druck­ verlust, zur Beurteilung der Oberflächenrauhigkeit herange­ zogen werden. Wenn zusätzlich Erkenntnisse über Druckverlu­ ste bei unterschiedlichen Rauhigkeiten vorliegen, kann so­ fort beurteilt werden, ob es sich um eine hohe oder niedrige Oberflächenrauhigkeit handelt. Somit läßt auf schnelle Art und Weise ein Qualitätskriterium ermitteln, das zur Beurtei­ lung der Oberflächenrauhigkeit bzw. Oberflächenqualität des Prüfgegenstandes herangezogen werden kann. Selbstverständ­ lich können die gemessenen Druckwerte auch auf jede andere Art und Weise zu statistischen Zwecken oder dergleichen aus­ gewertet werden.

Da die Meßrolle 12 drehbar gelagert ist, kann die Meßrolle 12 mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt werden wie der Prüfgegenstand 17. Eine Relativgeschwindigkeit zwischen dem Prüfgegenstand 17 und der Meßrolle 12 wird vermieden, so daß weder die zu prüfende Oberfläche 16 noch die Abtastfläche 18 einander beschädigen können. Die Meßrolle 12 kann extern an­ getrieben oder aber je nach Lagerung oder zu prüfendem Ge­ genstand auch durch den Prüfgegenstand 17 selbst in eine Ro­ tationsbewegung versetzt werden.

Fig. 2 zeigt eine Prüfvorrichtung 20 mit einer starren Achse 21 und einer daran befestigten Meßrolle 22. Innerhalb der Achse 21 ist ein Luftkanal 23 vorgesehen, der Druckluft über einen Zuführungskanal 24 und eine Verteilerkammer 25 den Meßdüsen 26 zuführt. Die Meßrolle 22 weist mehrere Meßdüsen 26 auf, von denen in der Figur nur zwei mit Bezugsziffern ge­ kennzeichnet sind. Über die Verteilerkammer 25 kann jeweils eine Meßdüse 26 mit dem Luftkanal 23 verbunden werden, um Druckluft auf eine Oberfläche 27 eines Prüfgegenstandes 28 zu blasen. Durch das Ausblasen der Druckluft aus der Meßdüse 26 werden einerseits die Oberfläche 27 und andererseits die Meßdüse 26 gereinigt. Zwischen einer Abtastfläche 29 der Meßrolle 22 und der zu prüfenden Oberfläche 27 stellen sich physikalische Verhältnisse ein, deren Wert oder Werte von der zu prüfenden Oberfläche abhängig sind. Diese Werte las­ sen sich meßtechnisch erfassen.

Fig. 3 zeigt einen Längsschnitt durch die Prüfvorrichtung 20. Die Meßrolle 22 ist an der Achse 21 derart befestigt, daß die Meßrolle 22 drehbar gelagert ist. Die drehbare Lage­ rung ist im vorliegenden Beispiel mit Hilfe eines Kugella­ gers 30 verwirklicht.

In Pfeilrichtung 31 kann Druckluft mit konstantem Druck aus einer nicht gezeigten Drucklufterzeugungseinrichtung über eine Drosselstelle den Luftkanal 23, den Zuführungskanal 24 und die Verteilerkammer 25 zur Meßdüse 26 gelangen. Die phy­ sikalischen Verhältnisse am Auslaß der Meßdüse 26 lassen sich durch die Druckerfassung im Luftkanal 23 beschreiben. Dazu kann über einen Meßkanal 32 ein Druckmeßgerät ange­ schlossen werden. Die Drosselstelle ist im Luftkanal 23 mit einer Verengung angedeutet. Die Drosselstelle kann auch als verstellbares Element ausgebildet sein.

In der Fig. 4 ist die Prüfvorrichtung 20 schematisch und perspektivisch dargestellt, um zu zeigen, daß die Meßdüsen 26 auf der Außenumfangsfläche der Meßrolle 22 wendelartig verteilt sind. Durch die schraubenlinienförmige Verteilung der Meßdüsen 26 wird eine Erfassung von Meßpunkten erreicht, die von unterschiedlichen Bereichen des Prüfgegenstandes stammen. Es wird somit möglich, Meßpunkte aufzunehmen, die über die Breite des Prüfgegenstandes verteilt sind.

Claims (8)

1. Verfahren zur Prüfung von Oberflächenrauhigkeiten eines Prüfgegenstandes (17; 28)
mit Hilfe einer pneumatisch arbeitenden Prüfvorrichtung (10; 20)
durch die ein Luftstrom über eine Meßdüse (15; 26) ei­ nes Meßkopfes auf eine vor einer Abtastfläche (18; 29) des Meßkopfes angeordnete, zu untersuchende Oberfläche (16; 27) des Prüfgegenstandes (17; 28) geleitet wird, und die sich zwischen der Oberfläche (16; 27) und der Abtastfläche (18) des Meßkopfes einstellenden Ausströ­ mungsparameter gemessen und mit einem Referenzwert bzw. Referenzwerten verglichen werden, dadurch gekennzeichnet,
daß der Prüfgegenstand (17; 28) bei der Prüfung bewegt wird, und
daß die Abtastfläche (18; 29) des Meßkopfes bei der Prüfung der Oberflächenrauhigkeit mit einer Geschwin­ digkeit über die zu prüfende Oberfläche (16; 27) bewegt wird, die im wesentlichen der Geschwindigkeit des Prüf­ gegenstandes (17; 28) entspricht.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine gewölbt ausgebildete Abtastfläche (18; 29) des Meßkopfes an die zu prüfende Oberfläche (16; 27) ange­ drückt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Abtastfläche (18; 29) des Meßkopfes durch die Außenumfangsfläche einer Meßrolle (12; 22) gebildet wird, die um eine quer zur Bewegungsrichtung des Prüf­ gegenstandes (17; 28) angeordneten Achse (11; 21) dreh­ bar gelagert ist.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß Oberflächen von bewegten, vorzugsweise flexiblen Bändern oder dergleichen, wie Schleifbändern, angerauhte Förderbänder, Bänder von Riemenantrieben, mit Hilfe der Prüfvorrichtung (10; 20) prüfbar sind.

5. Vorrichtung zur Prüfung von Oberflächenrauhigkeiten ei­ nes Prüfgegenstands (17, 28) mit Hilfe einer Prüfvor­ richtung (10; 20), die eine an einem Meßkopf angeordne­ te Meßdüse (15; 26) zur Leitung eines Luftstromes auf eine zu untersuchende Oberfläche (16; 27) des Prüfge­ genstandes (17; 28) und mindestens ein Meßgerät zum Messen von Strömungsparametern zwischen der Oberfläche (16; 27) und einer Abtastfläche (18; 29) des Meßkopfes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf derart ausgebildet ist, daß er über die Oberfläche (16; 27) des Prüfgegenstandes (17; 28) vor­ zugsweise mit etwa der Geschwindigkeit des Prüfgegen­ stands (17; 28) bewegbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßkopf als Meßrolle (12; 22) ausgebildet ist, die um eine zentrale, quer zur Bewegungsrichtung des Prüfgegenstandes (17; 28) angeordnete Achse (11; 21) drehbar gelagert ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Meßkopf mehrere Meßdüsen (15; 26) vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßdüsen (15; 26) auf der Außenumfangsfläche der Meßrolle (12; 22) wendelartig verlaufend angeordnet sind.