Vorrichtung zur Prüfung und Messung der Oberflächenebenheit eines Werkstückes
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät zum Messen und Prüfen der Oberflächenebenheit eines Werkstückes. Bei vielen Bearbeitun. gsvorgängen ist es wichtig, die Ebenheit eines Oberflächenteiles eines Werkstückes zu kennen. Dies. ist beispielsweise beim Läppen oder Schleifen der Fall, wenn die Oberfläche aines Masohinenteiles oder dergelcihen abgexschliffen oder abgerieben wird oder in anderer Weise ver- mindert wird, um diese der Ebenheit anzunähern.
Dies ist auch bei versc hiedenen Fertigstellungs- oder Endbearbeitungs-oder Oberflächenvergütungsvorgängen von Bedeuung oder immer dann, wenn die Form der Oberfläche wesentlich ist. Beim Läppen oder Schleifen ist es vorteilhaft, wenn man die unge- läppte Oberfläche beim Beginn der BEarbeitung überprüfen kann, um die schnittiefe und damit die Zeit zu messen, die erforderlich ist, um innerhalb vorbe stimmter Toleranzgrenzen die E Oberfläche auf die Ebenheit abzuläppen. Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn man in der lage ist, anschliessend die Ebenheit der Oberfläche nicht nur, nachdem diese abgeläppt ist, zu überprüfen, sondern auch während Zwischen- stufen des Abläppens.
Die Verwendung von mechanischen oder anderen BGeräten, die die Obefrfläche überqueren, um deren Profil zu prüfen, ist bei den üblichen Bearbeitungsvorgängen nicht praktisch und/oder erfordert zur Einhaltung der benötigten Genauigkeits-Standardwerte derartige Fähigkeiten n und Kenntnisse, die nor- malerweise in Wer. kstätten und dengleichen nicht zur Verfügung stehen. Es wurden abenfalls Messungen der Oberflächenform erprobt, bei denen Plangläser verwendet wurden.
In Werkstätten haben derartige Messverfahren ledigtich eine begrenzte Anwendbar- keit und erfordern n eine derartige Aufmerksamkeit und eine derartige Erfahrung bei der Deutung der Welllenbandmuster, die nciht immer zur Verfügung stehen. Weiterhin ist. die Messtechnik mit Plangläsern lediglich dann anwendbar, wenn die auf ihre Ebenheit zu überprüfenden Oberfläahen poliert sind oder ein ausreichendes Lichtreflexionsvcrmögen haben, damit diese Obefflächen bei der Erzeugung von optischen Mustern mitwirken können.
Oft. ist eine Oberfläche, ehe diese bearbeitet oder geläppt oider abgeschliffen wird, stumpf oder glanzlos oder matt oder weist eine Gefügestruktur auf, so dass die Ebenheit dieser Oberfläche nicht durch die Verwendung von Plangläsern geprüft werden kann. Weiterhin ist dieses Verfahren für Veränderungen gegenüber der tatsächlichen Ebenheit bis'zu einer Grössenordnung eines Bruchteils einer Lichtwellenlänge, bei- spielsweise bis zu einer Grössenordnung von 0, 0000023 nun empfindlich, wohingegen bei üblichen Werkeugbearbeitungsvorgängen annehmbare Toleranzen der Ebenheit üblicherweise im Bereich von etwa 0,0025 bis zu 2, 5 mm liegen.
Da die Abweichung von der Ebenheit durch das Zählen der Anzahl von Bändern bestimmt wind, die von einer imaginären'Linie durchschnitten werden, die als Tan gents zu einem Band gezogen ist, wird die Über- prüfung durch eine Unterscheidung zwischen den Krümmungen der Bänder durchgeführt, welche eine annehmbare Abweichung von der Ebenheit und von der betrachteten Gesamtkrümmung bilden. Das Verfahren unterliegt deshalb Fehlern, insbesondere wenn dieser Verfahren von einer ungeübten Person durchgeführt wird.
Es ist deshalb ein Hauptziel der Erfindung, ein Gerät zur Überprüfung der Oberflächenebenheit zu schaffen, welches nicht sehr von den Reflexionseigen scMten der zu prüfenden Oberfläche abhängt, wobei gleichzeitig eine visuelle gleichzeitige Überprüfung der gesamten fläche dieser Oberfläche erfolgt und wobei eine einfache Ablesung ermöglicht wild, so dass lediglich eine. gelinge Aufmerksamkeit oder eine gerinige Erf abrang erforderlich ist.
Ein zweites Ziel der Erfindung ist es, zweck- mässig ein solches Gerät zu schaffen, welches bezüg- lich Empfindlichkeit einstellbar ist, damit eine leichte Überprüfung unterschiedlicher Ebenheits-Standard- werte möglich ist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist gekennzeichnet durch ein Raster, welches parllelc Linien aufweist, auf welchen die Oberfläche des Werkstückes, die'auf Ebenheit geprüft werden soll,'auf- ruhen kann, Mittel, die versetzt und im Abstand zu diesem Raster angeondnet sind, um ein ausge richtetes Lichtbündel durch dieses Raster unter einem, geneigten Winkel zu richten, ein Reflexionselement, welches im Abstand vom Raster angeordnet ist, und diaphragmen, welche eine Achse bestimmen, entlang welcher das Raster mittels des.
Reflexionselementes betrachtet werden kann.
Bei einer solchen Vorrichtung kann z. B. ein graphixsches Sichtmuster von dunklen, umd hellen Bän- dern erzeugt werden, welches im Aussehen der Inter- ferenzerscheinung ähich ist, die bei der verwendung von plangläsern erzeugt wird. Abweichungen von der Ebenheit in der zu untersuchenden Oberfläche erzeugen entsprechende Krümmungen oder5 Ausbeigungen gegenüber einer parallelen, geradlini , gen Anordnung, die die gewünschte Ebenheit ! anzeigt.
Die anzahl der Bandbreiten, durch welche hindurch ein spezielles Band, ausgelenkt oder. gebogen ist, zeigt jedoch eine Abweichung von der Ebenheit von der Grössenordnung der Breite der Linier und der Abstände. an, welche das Raster oder Gitter aufweist. Wenn beispielswise das Raster oder Gitter 400 Linien pro Zentimeter aufweist und jede Linie , und jeder Abstand 0, 0125 mm breit ist und wenn jede Linie genau senkrecht zur Betrachtungsrichtung oder Scihtlinie angeodnet ist, dann zeigt die Biegeung der Bänder durch die Breite eines Bandes hindurdh eine Abweichung von der Oberflächenebenheit in der Grössenordnung von 0, 0125 mm. an.
Wenn das Gitter oder Raster 200 Linien pro Zentimeter aufweist, dann würde die besagte Auslenkung oder Ausbiegung eine Abweichung von der Ebenheit in der Grössenordnumg von 0, 025 m, anzeigen.
Es ist möglich, die effektive oBreite der Abstände zwischen den Rasterlinien dadurch zu verändern, dass man das Raster unter einem anderen Winkel . als dem normalen anordnet, j. edooh nicht parallel.
Auf diese Weise kann das Mass der Ebenheit ge ändert werden. Wenn beispielswise das Raster oder Gitter entweder im Uhrzeigersinn oder entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn derart gedreht wind, dass die Rasterlinien gegenüber der Senkrechten zur Sichtlinie, einen Winkel von 60 einnehmen, so wird die wirksame Breite des Abstandes verdoppelt. Wenn die Rasterlinien um 70, 5 gedreht werden, so ist die Breite der Abstände auf das Dreifache erhöht. wenn die Rsterlinien um 75, 5 gedreht werden, so ist die Breite der Abstände auf etwa das Vier fache erhöht.
Andere Einstellungen können ebenfalls . druch die an scih bekannten lehrsätze der Trigono mendie deingestellt werden, wenn bei den im vorstehenden n gegebenen Beispielen die Raster 400 Linien pro Zentimeter aufweisen, so stellt bei der Einstel lung, bei der die Linien genau senkrecht zur Blick- richtung oder Sichtlinie verlaufen, das Ausmass der Krümmung gegenüber der geraden Linie eine Abweichung von 0, 0125 mm pro lIchtband bei der Messung der Oberflächenebenheit eines Werkstückes dar.
Wenn jedoch das Raster gegenüber dieser Stel- lung um 60 gedreht ist. so stellt das Ausmass der Krümmung eine Abweichung von 0, 025 mm pro Lichtband gegenüber der Ebenheit dar, und wenn eine Drehung. um 75, 5 erfolgt ist, so stellt dies eine Abweichung von 0, 05 mm pro Lidhtband dar.
Wenn die zu überprüfende Oberfläche über ihren gesamten Flächenbereich ausreichend eben ist, so dass die Fläche innerhalb der Toleranzwerte, auf welche die Raster eingestellt sind, liegt, werden die abgedunkelten Bänder im wesentlichen als geradlinige, parallele streifen gesehen.
In den Figuren der Zeichnung ist schematswich ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen :
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Gerätes, welche. eine Ausführungsfocm der Erfindung bildet,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Gerät,
Fig. 3 eine Quenschnittansicht, genommen längxs der Linie 3-3 der Fig. 1 und gesehen in Richtung der Pfeile,
Fig. 4 eine Teilschnittansicht, genommen längs der Linie 4-4 der Fig. 1 und gesehen in Richtung der Pfeile,
Fig. 5 eine Schnittansidht und
Fig.
6-9 verschiedene Muster, die dunkle und helle Bänder aufweist, die bei der Verwendung des dargestellten und beschriebenen Ausführungs- beispiels der Erfindung erzeugt werden und die das Ausmass der Ebenheit in der Oberfläche des über prüften Werkstücks anzeigen.
Es sei zuerst. auf Fijg. l Bezug genommen.
Es ist ein zweiteiliges Gehäuse vorgesehen, welches einen fünfseitigen Tragteil aufweist, der allgemein mit 12 bezeichnet ist und einen U-förmigen Deckel, der allgemein mit 14 bezeichnet ist und der Teile aufweist, welche die sonst offenen beiden Seiten. des Kastens 12 schliessen. Dieser Tragkasten 12 besteht, wie in Fig. l gezeigt, aus einer einzelnen Metallblechplatte, die derart gebogen.
ist, dass eine Bodenwandung 16, eine hintere, in senkrechter Rich- tung sich, erstreckende Wandung 18, eine horizontale obere Wandung 20 und eine geneigte vordere Wan- idun. 22 gebildet wird, wobei diese vordere Wan- dung 22 beim dargestel,lten Ausfiihrungsbeispiel und unter einem Winkel von etwa 45 . gegenüber der horizonbalen, angeondnet ist.
Es ist durch die Um- beigung des Metallbleches noch eine zweite geneigte vordere Wandung 24 ausgebildet, die nach hinten geneigt ist, und zwar gegenüber der senkrechten um etwa 10 . Das untere ende der Wandung 24 ist an einem nach oben umgebogenen Flanschende 26 am rechten Ende des Bodens 16 angeschweisst oder in anderer Weise mit diesem Flanschteil verbunden. Dieser Metallblechrahmen 12 weist eine Fünfecktform auf jund hat zwei offene Seitenwandungen, damit man zu den Teilen, für die der Rahmen 12 als Halterung oder Träger dient, einen Zugang hat. Wie bereits ausgeführt, werden die beiden offe nen Seiten des Rahmens 12 von den herabhängenden Se, itenwandungen 28 (Fig. 3) des U-förmiigen Dekkels 14 geschlossen.
Dieser Deckel 14 hat eine obere Wandung 32, die im Abstand gegenüber der Deckelwandung 20 des Rahmens 12 angeordnet ist.
Der Deckel 14 kann in lösbarer Weise am Rahmen 12 druch irgendwelche geeignete mittel befestigt sein.
In, den Fig. 1 und 2 ist gezeigt, dass der Rahmen 12 Querstege 30 aufweist, die auf die Oberseite der Bodenwanduumg 16 autgeschweisst sind und die im Abstand voneinander angeordnet sind. Diese Querstege haben an ihren Enden nach oben umgebogene Endteile 31, die mit Gewindeöffnungen versehen sind.
Diese Gewindeöfnungen fluchten mit Öffnungen, die im unteren Randteil der Wandungen 28 des Deckels 14 vorgesehen sind, so dass von aussen Schrauben oder andere Verbindungsglieeder 29 eingeschraubt wsrden können.
Die obere Wandung 32 des Deckels 14 ist dadurch horizontal angeordnet und weist eine kreis- förmige Öffnung 34 (Fig. 5) auf, die in der Mitte zwischen ihren Enden angeordnet ist. Diese Öffnung fluchtet mit einer kreisförmigen Öffnung 36 in der oberen Wandung 20 des Rahmens 12, die eine transparente Platte 38 aufnimmt, die gegenüber- légende, parallele, ebene Oberflächen 40 und 42 (Fig. 1) hat. Die Platte 38 ist in geeigneter Weise in einem Ring 44 angeordnet, der eine ringförmige Aussparung 46 (, Fig. 5) aufweist. Diese Aussparung 46 nimmt den Umfangsrand der Wandung 32 um die Öffnung 34 herum auf.
Der untere Rand des Ringes 44 erstreckt sich. etwas durch die Öffnung 36 in der Wandung 20 hindurch, so dass die untere Oberfläche der Platte im wesentlichen bündig zur Unterseite der Wandung 20 verläuft.
Die obere Oberfläche 40 der transparenten Platte 38 ist liniert, und zwar mit einer Anzahl im dichten Abstand zueinander angeordneten, undurahsichtigen Linien, die durch ein Atzen oder durch ein anderes geeignebes Verfahren hergestellt sind (Fig. 2). Diese Linien 46 haben die gleiche Breite wie ihre Abstände 48, und diese Linien bilden ein Raster. Beispielsweise e können 400 Rasterlinien pro Zentimeter vorgesehen sein, in welchem Fall jede Linie 46 und jeder Abstand 48 zwischen diesen Linien eine Breite von 0, 0125 mm hat. Es wurde gefunden, dass dies zum Zweck dsr Erfindung eine besonders vorteilhafte Rasterung oder Gitterstruktur ergibt.
Jedoch kann. gemäss den gewünschten Standardeinheiten der Ebenheit das Gerät mit Rasterungen oder Gittern Versehen wenden, bie denen eine grössere oder kleinere Anzahl von Linien pro Zoll vorhanden ist. Es wurde beispielswise gefunden, dass eine vorteoilhafte Rasterung 200 Linien pro Zentimeter enthält, wobei die Linien und die Abstände eine Breite von etwa 0, 025 mm haben. Um eine grömere Ansprassungsfähigkeit zu sdermöglichen, können verschiedene Raster vorgesehen sein, die in austauschbarer Weise in das Gerät eingesetzt werden können.
Es sei nun wieder auf Fig. 1 Bezug genommen.
Mit 50 ist eine Glühbirne bezeichnet, die. als Quelle für ein monochromatisches Licht verwendet wird, und 52 kennzeichnet eine plankonvexe Sammellinse, dix vox der Birne angeordnet ist und die den Glüh- faden der Birne fokussiert, um das Lichtbündel 54, welches von der Punktquelle, die von dem Faden gebildet wird, ausgeht, in ein paralleles Lichtbündel umzufwandeln, welches bei 56 gezeigt ist. Dieses parallele Lichtbündel trifft auf die Unterseite oder Oberfläche 42 der transparenten Platte 38 auf.
Dieses Bündel wird nur im begrenzten Mass von der Platte gebrochen und geht zwischen den Rastsriinien 46 hind, urch, die auf die Oberfläche 40 eingraviert sind, um schatten dieser Linien auf der Unterseite oder Oberfläche S des Werkstückes W zu bilden, wobei diese Oberfläche S auf ihre Ebenheit untersucht werden soll.
Es sei nun auf die Fig. l und 3 Bezug genommen. Ein erstes Leitblech 60 ist vorgesehen, welches eine kreisförmige Öffnung 62 aufweist, welche das Licht begrenzt, das von der Glühbirne 50 ausgeht, und zwar begrenzt diese Öffnung 62 dieses Lieht auf ein konisches Bündel, welches, zur Sammellinse 52 hin gerichtet ist, wobei die Form dieses konischen Bündels s derart ist, dass dieses Bündel die Gesamte Oberfläche der Sammellinse 52 umfasst.
Die Sam- mellinse 52 ihrerseits wird von einem zweiten, Leit- bisch 64 derart getragen, dass das parallele Lichtbündel, in welches die Linse das Lichtbündel 64 umwandelt, durah die Raster 46, 48 mit dem erfor derlichen spitzen Winkel hindurch gelenkt wird, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel dieses Bündel gegenüber der Hor9izo0ntalen um etwa 55 geneigt ist.
Es'sei nun lauf Fig. 4 Bezug genommen. Die Öffnung 66 im Leitblech 64 muss nicht kreisförmig sein, und diese Öffnung kann statt, dessen oval sein, wobei die längere Achse dieser Offnung horizontal angeordnet ist, so dass das Parallele Lichtbündel, welches von der Sammellinse 52 gebildet wird, vollständig die Fläche der transparenten Platte 38 inner halo der Grenzen ausleuchtet, die durch den Ring 42 dieser Platte gebildet werden. Vorzugsweise sind die Diaphragmen 60 und 64 und. die inneren Oberflächen des Kastens 12 und die. inneren Oberflächen der Seitenwandungen 28 des Deckels 14 mit einer Farbe beschichtet, die im geringen Mass reflektiert, und zwar vorzugswise mit shcwarzer Farbe.
Unter halb Ider transparenten Platte 38 und etwas vor dieser transparenten Platte 38 wird ein Spiegel 68 von einer Halterung 70 getragen. Dieser spiegel ist unter einem geringen Weinkel zur Horizontalen angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt dieser Winkel etwa 7 . Die Halterung 70 weist an ihren gegenüberliegenden Enden vorzugsweise Flansche 72 und 74 auf. Die Halterung 70 ist an die Innenseibe der Vorderwandung 24 des Rahmens 12 angeschweisst und mit dom Flansch 74 an einem in senkrechter Richtung sich erstreckenden Diaphragma 76, welches ein unteres. Flanschende 77 aufweist, das an die Bodenwandung 16 des Rahmens 12. angeschweisst ist, angeschweisst.
Es sei bemerkt, dass die Halterung 70 und das senkrechte Diaphragma 76 nicht nur lichtungdurchlässig und mit einer schwarzen Farbe mit geringem Reflexionsvermögen be- schichtet sind, sondern auch derartige Abmessungen haben, dass sich diese quer üb die Breite des Rahmms 12 hinweg erstrecken. Wenn nun der Deckel 14 angebracht ist, so kann Licht von anssen nicht in die Lichtsammelkammer eindringen. Beispielswise kann kein Licht aus der Kammer 120 eindringen, die von den Diaphragmen 70 und 76, der Bodenwandung 16 und der Vorderseite 24 des Rahmens gebildet wird.
Wie m Fig. l gezeigt, kann in der Kammer 120 ein Schubfach 122 angeordnet sein, welches linierte Platten 38-aufnimmt und wel- ches verschiedene andere Zubehörteile aufnehmen kann. Wie Fig. l zeigt, ist die geneigte Wandung 22 mit einer geeigneten Öffnung 78 ausgerüstet, die eine rechteckige Form (Fig. 2) haben kann. Diese Öffnung ist mittels einer transparenten Platte 80 verschlossen, die durch geeignet Profile 82 gehalten wird. Auf diese Weise wird ein Fenster gebildet, durch welches hindurch eine Bedienungsperson das Muster der Rasterlinien und deren Schatten ajuf der Oberfläche S des Werkstückes W dadurch betrachten kann, dass die Bedienungsperson unter dem richtigen Winkel auf den Spiegel 68 blickt.
In vorteilhafter Weise ist ein senkrechtes Diaphragma 84 vorgesehen, welches eine derartige Länge hat, dass. durch dieses Diaphragma ein besonderer Betrachtungswinkel fiir den Spiegel 68 derart be- stimmt wird, dass. die Betrachtungsrichtung der Be dbachtungsperson den richtigen Winkel hat, um das optische Muster der hellen und dunklen Streifen sehen zu können, weclches das parallele Lichtbündel, das auf die Platte 38 auf trifft und zwischen den Rasterlinien 46 hindurchgeht, auf der oberfläche S eines Werkstückes erzeugt, welches sich auf der Rasterobenfläche 40 abstützt.
Im dargestellten Aus fühmingsbeispiel verläuft die Achse der Betrachtungs- ricihtung etwa. unter eanem Winkel von 45 , wenn der Spiegel 68 gegenüber der Hroizontalen um 7 , geneigt ist. Die untere Kante des Diaphragmas 84 ist bei 86 zugeschärft, und der Spiegel 68 ist derart gegenüber der Läge'unmittelbar unterhalb der Raster- platte 38 verschoben, dass eine Beobachtungsperson, die durch das Fenster 78 unter dem eingeschlossenen Winkel einblickt, die gesamte Fläche der Platte 38 im Spiegel 68 sieht und dadurch das optische Muster sehen kann.
Ein zweites Diaphragma ist bei 88 vor- gesehenl, und dieses Diaphrama weist eine zuge- schärfte Kante bei 90 auf, so dass das volle Bild der transparenten Platte 38. im Spiegel 68 sichtbar ist, während das Ausmass des parallelisierten Licht- bündets 56 derart eingeengt wird, dass dieses Bündel vom Fenster 78 micht gesehen werden kann. Die diaphrgmen 84 und 88 verhindern eine Beleuchtun, des Spiegels, so dass das Innere der Kammer 124, die den Spiegel enthält, im wesentlichen dunkel ist.
Das Muster der hellen und dunklen Streifen, die am Spiegel 68 von der Platte 38 her reflektiert werden, unterscheidet sich dadurch sehr deutlich von der Umgebung und kann unter dem richtigen einge schlossenen sichtwinkel genau von der Umgebung unterschieden ewerden Wenn demzufolge die Be obachtuntgsperson durch das Fenster 80 im richtigen Winkel hindurch blickt, so erkennt diese in der Dunkelheit leddglich die beleuchteten oder hellen Strettfenteile des reflektierten Bildes.
Der Teil 126 des Deckels 14, der die vondere geneigte Wandung 22 überragt und der auch längs der Seiten der ge neigten Wandung verläuft, verhindert ebenfalls einen Lichteintritt durch das Fenster 80, so dass durch diesen Teil die Dunkelheit im Inneren der Kammer 124 untenstützt wird, wodurch der Kontrast zwischen den dunklen und hellen Lichtmusterbändern, deren Reflexion betrachtet wird, verbessert wird.
Es sei nun auf Fig. 2 Bezug genommen. Es ist zu erkennen, dass die Rasterlinien 46, wie dargestellt, in ihrer Hauptrichtung angeordnet sind, und diese hauptir chtung verläuft quer zum Gerät und unter rechten Winkeln zur Blickrichtung des Betrachters. Wie bereits ausgefeührt, erzeugt das ge sammelte Licht, das durch die Rasterlinien 46 hin- durchgeht, wenn diese derart angeordnet sind, Schat- ten dieser Linien auf der Oberfläche S, die gegn über den Linien verschoben sind, und zwar entsprechend idem Ausmass der Abweichung von der Ebenheit des betreffenden Toiles der Oberfläche S.
Demzufolge sind unter der entsprecheniden Blick- richtung alle Linien Schatten oder Teile von be- stimmten Linienjschatten hinter anderen Rastrerschatten verdeckt oder sind durch die Abstände 48 zwi schen den Linien hindurch sichtbar, und zwar je nach der Grösse, um die die Oberfläche von der Ebenheeit abweicht, um über der oberfläche ein Muster zu erzeugen, welches abwechselnd helle und dunkle Streifen. aufweist. Die Breite der Streifen ist eine Funktion der Abstände 48 zwischen den Raster Urnen 46 und der Breite der Linien 46 und selbst verständlich der Winkel, unter denen das parallel- gemachte Licht ausgerichtet ist, und des Winkels, unter dem die Oberfläche S betrachtet wird.
Ein Band wird bestimmt durch den Mittenabstand zwi schen entweder zwei hellem oder dunklen Streifen oder äquivalenten Teilen. Wenn die Bänder liber die Oberfläche S geradlinig verlaufen, so bedeutet dies, dass die oberfläche S eben ist. Wenn die Bänder nicht geradlinig sind, so zeigt dies eine Abweichung von der Ebenheit an. Das Ausmass der Nichtgerad- linigkeit zeigt das Ausmass der Abweichung von der Ebenheit an.
Es sei nun. auf die Fig. 6-9 Bezug genommen.
D stellt die dunklen Streifen dar und L die sicht baren hellen Streifen. In Fig. 6 verlaufen diese Streifen im wesentlichen parallel zueinander und geradlinig über die Oberfläche, so d. ass die Oberfläche S als innerhalb des Genauigkeitsbereiches oder der Toleranzen eben betrachtet werden kann, die durch die Streifenabstände 48 bestimmt werden.
Wenn die Oberfläche 40 der Platte 38 400 Linien pro Zentimeter aufweist,. so zeigt das Muster der Fig. 6 an, dass die überprüfte Oberfläche eine Abweichung von der Ebenheit innerhalb der Toleranzgrenzen von 0, 0025 mm hat.
Es sei nun auf Fig. 7 Bezug genommen. Das optische Muster der dunklen und hellen Streifen ist etwas konkav gekrümmt. Wenn man diese Krüm- mung unter Bezugnahme auf die gestrichelte Linie X betrachtet, so erkennt man, dam das Ausmass der Krümmung etwa gleich der Breite eines halben Bandes ist. Dies bedeutet, dass die überprüfte Oberfläche nicht eben ist, und zwar innerhalb der vorher erwähnten Toleranzen, wobei die Abweichung von der Ebenheit etwa 0, 006 mm beträgt.
Das in der Fig. 6. gezeigte Muster tritt jedoch lediglich nur dann auf, wenn das Werkstück etwas au, f der Oberfläche 40 gekippt ist. Wenn die Oberfläche S eben gegen die Rasterung anliegt, die durch die Linien 46 und die Abstände 48 gebildet wird, so entsteht kein Muster, und die Oberfläche S hat im wesentlichen die gleiche Farbe. Deshalb kann eine Überprüfung druchgeführt werden, wenn die Abweichung von der Ebenheit, die zugelassen werden kann, geringer ist als 0, 0125 mm, wenn 400 Rasterlinien pro Zentimeter verwendet werden. Der Be obachter muss ledigklich das Werkstück mit dessen Oberfläche S auf die Rasterung legen. Wenn er mehr als eine Farbe sieht, wind dras Werkstück zurückgewiesen.
Ein derartibges Ausscheidungssystem kann für jede beliebige Toleranz. durch die Auswahl eines Rasters mit der entsprechend. genauen Anzahl von Linien pro Zoll ausgebildet werden.
Es sei nun auf Fig. 9 Bezug genommen. Die dunklen und hellen Bänder oder Streifen sind im wesentlichen geradlinig und verlaufen ebenfalls parallel und haben über den Hauptbereich der Oberfläche S hinweg gleiche Abstände. Es ist jedoch in der Nähe der äusseren Kante der Oberfläche S eine bemerkbare Abweichung vorhanden. Dies zeigt an, dass die Kante des Werkstückes, anstatt eben zu sein, abgerundet ist, obweohl der Hauptteil der Oberfläche eben ist. Die Abweichung, die bei Z in dem rechten dunklen Streifen D zu erkennen ist, zeigt an, dass in diesem Bereich der Oberfläche S, ein tiefer liegender Punkt vorhanden ist.
Wie vorher ausgeführt, ist die Breite der sicht baren dunklen und hellen Streifen D und L, welche das optische Muster bilden, das auf der Oberfläche S gesehen wird, eine Funktion des Abstandes zwi- schen den Rasterlinien 46. Durch eine Drehung der Platte 38 entweder in Uhrzeigerrichtung oder entgegengesetzt zur Uhrzeigerrichtung ist es möglich, die effektive Breite des Abstandes 48 zu verändern, so dass die Genauigkeit vermindert oder die Abweichungstoleranzen von der Ebenheit erhöht werden, die der Beobachter durch eine Beobachtung der gekrümmten Konfiguration der dunklen und hellen Streifen, die das optische Muster aufweist, erkennen kann.
Soweit beschrieben, wird in Verbindung mit den Fig. 6, 7 und 9 angenommen, dass die Rasterlinien 46 per 400 Linien pro Zentimeter angeordnet sind und senkrecht zur Betrachtungsrichtung verlaufen. Es wurde gefunden, dass es möglich ist, mit Leichtigkeit Streifenabweichungen bis zu zehn oder mehr Streifen abzulesen. Durch eine Verdrehung der Platte 38 um 60 wird der Abstand zwischen den Linien verdoppelt und bei 70, 5 auf das Drei- fache erhöht, und bei 75, 5 wird der Abstand auf das Vierfache erhöht.
Wenn beispielsweise bei einem betrachteten Beispiel eine Toleranz grösser als 0, 0125 mm zulässig ist, so kann diese ohne Einsetzen einer neuen Platte 38 lediglich durch eine Dre- hung der Platte 38 eingestellt werden, wobei diese Platte 38 gedreht wird, bis die Linien 46 unter einem Winkel eingestellt sind, unter welchem der effektive Abstand der Linien der Abweichung von der Ebenheit entspricht, die zulässig ist. Wenn beispielsweise, die Rasterlinien 46 parallel zur Blickrichtung verlaufen, so weist das in Fig. 7 dargestellte Werkstück eine Abweichung von der Ebenheit um etwa 0, 006 mm auf.
Wenn jedoch die Linien 46 derart eingestellt sind, dass diese gegenüber der in Fig. 2 gezeigten Stellung um 60 verdreht sind, so wird das in Fig. 8 gezeigte Bild der dunklen und hellen D' und L' erhalten, und dies zeigt an, dass die Oberfläche S des Werkstückes eine annehmbare Ebenheit aufweist.
Es ist demzufolge vorgesehen, dass der Ring 44, der die Platte 38 trägt, drehbar in. der Öffnung 34 des Deckels 14 montiert ist und dass dessen äusserer Umfang mit Zähnen 92 versehen ist. Diese Zähne 92 kämmen mit den Zähnen 94 eines Zahnrades oder eines anderen geeigneten Betättgungsgliedes 96, welches drehbar auf einer Seite der Platte zwischen der Wandung 32 des Deckels 14 und der Wandung 20 des Kastens 12 montiert ist, wie es in Fig. 5 gezeigt ist.
Es sei nun auf Fig. 5 Bezug genommen. Das Betätigungsglied 96 ist, wie dargestellt, drehbar auf der Wandung 20 gelagert, und zwar mittels eines nach unten sich erstreckenden Achsstummels 98, der drehbar in einer Öffnung 100 in der Wandung 20 sitzt. Der äussere Umfang des Betätigungsgliedes 96 erstreckt sich durch einen Schlitz 102 in der Deokelwandung 28 hindurch. Wenn man den Um fangstsil des Betätigungsgliedes 96 ergreift, der sich durch den Schlitz 102 hindurch erstreckt, ist es möglich, das Glied 96 zu drehen und dadurch den Ring 44 zu drehen, um die Rasterlinien 46, 48 auf der oberen Oberfläche 40 der transparenten platte 38 in eine gewünschte Winkellage einzustellen.
Vorteilhafterwise ist die äussere zylindrische Wandung der transparenten Platte 38 mit geeigneten Markierungen versehen, die beispielswise in Fig. 2 mit 104-110 dargestellt sind. Ein Zeiger 112 ist auf der Oberseite der Deckelwandung 32 eingraviert oder in. anderer Weise angeordnet, und zwar dem Umfang des Ringes 42 benachbart. Die Markierung g 112 ist derart angeordnet, dass, wenn die Markie- rung 104 mit der Markierung 112 fluchtet, die Raster auf die feinste Ablesung eingestellt sind.
Die Markierungen 106-110 zeigen andere mögliche Einstellungen an. Wenn beispielsweise die Markie rung 106 mit dem Zeiger 112 fluchtet, kann dies die Stellung sein, in der der Abstand zwischen den Rasterlinien 46 sich verdoppelt hat, wodurch die Genauigkeit in porportionaler weise vermindert ist.
Wenn die Markierung 108 mit dem Zeiger 112 fluchtet, kann der Abstand verviervfacht sein, und wenn die. Markierung 110 mit dem Zeiger 112 fluohtet, kann der Abstand versechsfacht sein. Es sei angenommen, dass die Platte 38 1000 Linien 46 pro Zoll aufweist. Wenn die Markierung 104 mit dem Zeiger 112 fluchtet, so wird dadurch angezeigt, dass das Gerät derart eingestellt ist, dass Abweichungen von der Ebenheit um 0, 0125 mm zugelassen werden.
Wenn die Markierung 106 mit dem neiger 112 fluchtet, so ist das gerät derar5t eingestellt, Idass eine Abweichung von 0, 025 mm zuge- lassen wird, und bei 108 wird eine Abweicheung von 0, 05 mm zugelassen und bei 1. 10 eine Abweichung von 0, 075 mm.
Offensichtlich können auch andere Einstellungen durchgeführt werden, so dass unterschiedliche Grade der Ebenheit überprüft werden können, wobei sich die zulässigen Toleranzen, auf die eine Einstellung erfolgen kann, von 0, 0125 mm bis zu 0, 05 mm und mehr verändern könnon. Durch das Ersetzen der transparenten Platte 38 durch eine andere Platte, die eine. andere Anzahl von Linien pro Zentimeter aufweist, können weitere Toleranzberedche zulässiger Abweichungen von der Ebenheit eingestellt werden..
Aus der BEschreibung eines bevorzugten Aus- führungabeiapieles der Erfindung ist zu erkennen, dass alle aufgeführten Ziele, Vorteile und Merkmale der Erfindung durch. ein einfaches Gerät verwirklicht werden können, welches in einfacher Weise betrieben werden kan. n. Da bei diesem Gerät lediglich ein graphisches Muster beobachtet werden muss, kann die Messung mit diesem Gerät leicht verstanden und erläutert werden, und die Messung kann durch fach- männisoh nicht vorgebildete Personen durchgeführt werden.
Wie bereits dargelegt, wird das optische Muster der dunklen und hellen Streifen deutlicher und deshlab leichter erkennbar, wenn die Oberfläche, die überprüft werden soll, um einen kleinen Winkel gegenüber der Rasterung gekippt ist. Es kann deshalb wünschenswert sein, bei wiederholten Arbeitsgänigen das Betcaobtungsmuster durch dis Verwendung von dünnen Kunatstoffteilen oder Beilagefolien einzustel- len, die unter eine Seite des Werkstückes einge- schoben werden. Es ist also möglich, das Gerät derart einzustellen, dass dieses ein Ablesung in der Form zulässig, nicht zulässige gibt. Wenn beispielsweise die gesamte Oberfläche des Werkstückes im wesentlichen in der gleichen Farbe erscheint, so bedeutet dies, dass dieses Werkstück als zulässig druchgehen kann.
Wenn anderseits die entgegengesetzte Farbe auftritt, so ist das Werkstück in dem Bereich, in dem diese Farbe auftritt, jenseits der Ebenheitstoleranzen, auf die das Gerät eingestellt ist, und dieses Werkstück'wird ausgesohieden. Es ist klar, dass das beschriebene Gerät derart ausgebildet sain kann, dSass dieses unmittelbar bei statistischen Qwualitätskontrollen und zur Erhöhung der allgemeinen Prüfung von Werkstücken auf Ebenheit von Oberflächen verwendet werden kann, und zwar in der Werkstatt selbst oder. in einem Laboratorium.
Weiterhin kann das Gerät eingesetzt werden, um einen Abrieb von Oberflächen in Maschinenteilen zu überprüfen, um das plastische Fliessen von Teilen festzustellen, um die Folge von Wärmespannungen zu prüfen, um das Abschleifen von Formen zu bestimmen, um die Analyse von Rattermarken bei dar Steuerung von schleifvorgängen zu unterstützen, wobei d'as Gerät auch zur Messung von vorsprüngen, Graten und Absplitterungen an Teilen verwendet wer, kann.