DE102009027456B4 - Vorrichtung zur Vermessung konischer Oberflächen - Google Patents

Vorrichtung zur Vermessung konischer Oberflächen Download PDF

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Abstract

Vorrichtung zur Vermessung konischer Oberflächen (13), umfassend einen Kegelspiegel (3) sowie eine Lichtquelle und einen Detektor oder eine Kamera, wobei die Lichtquelle so positioniert ist, dass von der Lichtquelle emittiertes Licht vom Kegelspiegel (3) auf die konische Oberfläche (13) reflektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kegelspiegel (3) gegenüber senkrecht zur Achse des Kegelspiegels (3) ein ebenes Spiegelelement (11) derart positioniert ist, dass von dem Kegelspiegel (3) reflektiertes Licht (9) zunächst auf das ebene Spiegelelement (11) auftrifft und von diesem auf die konische Oberfläche (13) reflektiert wird.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zur Vermessung konischer Oberflächen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Weiterhin betrifft die Erfindung auch eine Verwendung der Vorrichtung.
  • Als konische Oberflächen werden zum Beispiel Ventilsitze in beliebigen Ventilen ausgebildet. So sind zum Beispiel im Automobilbereich Ventilsitze von Einspritzventilen zur Kraftstoffeinspritzung in Verbrennungskraftmaschinen vielfach mit einer konischen Oberfläche ausgebildet. Um ein dichtes Schließen des Ventils zu ermöglichen, ist es notwendig, dass die konische Oberfläche hochpräzise gefertigt wird. Um eine derartige hochpräzise Oberfläche zu erzielen, muss eine Qualitätskontrolle durchgeführt werden. Hierzu wird die konische Oberfläche zum Beispiel mit Hilfe optischer Verfahren, beispielsweise Weißlichtinterferometrie, vermessen. Durch die Weißlichtinterferometrie können Unebenheiten in der Oberfläche detektiert werden.
  • Die Weißlichtinterferometrie ist ein Messverfahren, das üblicherweise an ebenen Oberflächen durchgeführt wird. Bei konischen Geometrien stellt sich das Problem, dass die Oberflächen des Konuses nicht direkt von oben betrachtet werden können, sondern eine zum Konus hin senkrechte Lichtführung benötigen.
  • Um einen senkrechten Lichteinfall auf eine konische Oberfläche zu ermöglichen, werden derzeit zum Beispiel Kegelspiegel eingesetzt. In Abhängigkeit vom Öffnungswinkel der konischen Oberfläche ist es teilweise notwendig, sehr spitzwinklige Kegelspiegel einzusetzen, um eine senkrechte Lichtführung auf die konische Oberfläche zu erzielen. Dies führt jedoch zu einer starken Ablenkung des Lichtstrahls, was zu einem Abbildungsfehler führen kann. Insbesondere bei nicht vollständig ebenen Oberflächen des Kegelspiegels sind solche Abbildungsfehler möglich. Ein weiterer Nachteil ist, dass durch die Ablenkung des Lichts gegebenenfalls nur noch sehr wenig Licht direkt zum Detektor oder der Kamera zurück kommt und damit eine Auswertung unmöglich machen kann.
  • Als Kegelspiegel, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, werden üblicherweise gedrehte metallische Bauteile mit einer spiegelnden Oberfläche eingesetzt, die einen einfallenden Lichtstrahl von einem optischen Messgerät auf eine üblicherweise rotationssymmetrische Bauteiloberfläche lenkt. So wird zum Beispiel eine zylinderförmige Kolbenoberfläche mit einem 45° Kegelspiegel flächenhaft auf eine Ebene projiziert. Hierdurch ist ein Messgerät in der Lage, die imaginäre Ebene mit nur einem kleinen Tiefenscan abzubilden.
  • Jedoch gibt es rotationssymmetrische Oberflächen, die ebenfalls kegelförmig sind und einen relativ steilen Kegelspiegel benötigen, um den Lichtstrahl senkrecht auf deren Oberfläche zu lenken. Damit birgt sich aber die Gefahr, dass die Fertigungsqualität des Spiegels immer stärker in Betracht gezogen werden muss, da kleine Unebenheiten das Licht in einem deutlich veränderten Winkel ablenken und zu einem immer stärkeren Abbildungsfehler führen. Um diesen Abbildungsfehler zu minimieren sind Kegelspiegel mit einem kleinen Kegelspiegelwinkel wünschenswert.
  • Derzeit werden zur Vermessung zum Beispiel von Ventilsitzen taktile oder punktförmig optisch messende Verfahren eingesetzt. Nachteil dieser Verfahren ist jedoch die vergleichsweise teure und zeitlich beziehungsweise mechanisch aufwendige Positionierung des zu vermessenden Bauteils.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Vorteile der Erfindung
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Vermessung konischer Oberflächen umfasst einen Kegelspiegel sowie eine Lichtquelle und einen Detektor oder eine Kamera, wobei die Lichtquelle so positioniert ist, dass von der Lichtquelle emittiertes Licht vom Kegelspiegel auf die konische Oberfläche reflektiert wird. Dem Kegelspiegel gegenüber senkrecht zur Achse des Kegelspiegels ist ein ebenes Spiegelelement derart positioniert, dass von dem Kegelspiegel reflektiertes Licht zunächst auf das ebene Spiegelelement auftrifft und von diesem auf die konische Oberfläche reflektiert wird.
  • Durch das zusätzliche ebene Spiegelelement ist es möglich, einen Kegelspiegel einzusetzen, der das Licht in einem kleineren Winkel reflektiert, wodurch Abbildungsfehler auf Grund von beispielsweise Unebenheiten durch die Produktion des Kegelspiegels reduziert oder sogar vermieden werden können.
  • Bei einer Anordnung, in der das Licht von oben, das heißt parallel zur Achse der vermessenden konische Oberfläche, zugeführt wird, wird das Licht zunächst am Kegelspiegel reflektiert, wodurch der reflektierte Lichtstrahl auf das ebene Spiegelelement gelenkt wird. Am ebenen Spiegelelement wird der Lichtstrahl erneut reflektiert und gelangt so auf die konische Oberfläche. Der Winkel des Kegelspiegels wird so gewählt, dass der vom ebenen Spiegelelement reflektierte Lichtstrahl senkrecht auf die zu vermessende konische Oberfläche auftrifft.
  • Um eine vollständige Aufnahme der zu vermessenden Oberfläche zu ermöglichen, ist es notwendig, einen Schattenwurf, beispielsweise durch Haltevorrichtungen für das ebene Spiegelelement zu vermeiden. Hierzu ist in einer bevorzugten Ausführungsform das ebene Spiegelelement mit einer für Licht durchlässigen Platte verbunden. Auf diese Weise kann das Licht durch die für Licht durchlässige Platte zunächst auf die Oberfläche des Kegelspiegels geleitet werden und von dieser an das ebene Spiegelelement reflektiert werden. Entsprechend gelangt über den gleichen Weg das aufzunehmende Bild an eine Kamera oder einen Detektor.
  • Wenn zur Vermessung Weißlicht eingesetzt wird, ist es zum Beispiel möglich, als für Licht durchlässige Platte eine Glasplatte einzusetzen. Bei Verwendung einer Glasplatte ermöglicht allein der Übergang der Umgebungsluft zum Glas eine Reflektion des Lichts. Die eingesetzte Glasplatte ist somit einerseits durchlässig für das für die Vermessung eingesetzte Licht, andererseits wird das Licht auch an der Glasplatte reflektiert. Um ein gutes Ergebnis für die Auswertung zu erhalten, ist es vorteilhaft, die für das Licht durchlässige Platte senkrecht zur Achse der zu vermessenden konischen Oberfläche auszurichten. Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Lichtquelle so angeordnet ist, dass das einfallende Licht senkrecht auf die für das Licht durchlässige Platte auftrifft.
  • Um eine gute Abbildung für die Auswertung zu erhalten ist es weiterhin bevorzugt, wenn die für das Licht durchlässige Platte mit einer Beschichtung versehen ist, die eine sehr geringe Reflektivität für das Licht aufweist. Dies führt zu einer verbesserten Abbildung der Oberfläche, die dann ausgewertet werden kann. Als Material für die Oberflächenbeschichtung, die eine sehr geringe Reflektivität aufweist, eignet sich zum Beispiel Magnesiumfluorid (MgF2).
  • Eine sehr geringe Reflektivität für das eingesetzte Licht im Rahmen der vorliegenden Erfindung bedeutet, das maximal 2 % des eingesetzten Lichts von der Oberfläche reflektiert werden.
  • Um eine bessere Reflexion des eingesetzten Lichts in den Bereichen zu erhalten, die als Ebene des Spiegelelements dienen, ist es weiterhin vorteilhaft, wenn das ebene Spiegelelement als Reflexionsschicht auf der für die Licht durchlässige Platte in dem Bereich aufgebracht ist, in dem vom Kegelspiegel reflektiertes Licht auftrifft. Als Reflexionsschicht kann zum Beispiel eine Aluminiumschicht, eine Silberschicht oder eine Goldschicht aufgebracht werden. Das Aufbringen der Silberschicht oder der Goldschicht erfolgt vorzugsweise durch Aufdampfen. Zusätzlich zur Silberschicht oder Goldschicht kann eine weitere Schicht auf die Oberfläche aufgebracht werden, so dass der Aufbau einem Spiegel entspricht. Durch das Aufbringen der Silberschicht beziehungsweise Goldschicht auf die für Licht durchlässige Platte nur in den Bereichen, in denen das vom Kegelspiegel reflektierte Licht auftrifft, wird ermöglicht, dass weitgehend das gesamte für die Messung notwendige Licht durch die für Licht durchlässige Platte dringen kann.
  • Da sich an einer Grenzfläche, beispielsweise an der Oberfläche der für Licht durchlässigen Platte, der optische Weg des Lichts im allgemeinen ändert, muss diese Änderung korrigiert werden. Die Korrektur erfolgt dabei im allgemeinen mit Hilfe eines Referenzstrahlengangs. Üblicherweise wird hierzu eine für Licht durchlässige Platte, die die gleiche Geometrie aufweist, wie die in der Messvorrichtung eingesetzte für Licht durchlässige Platte, in den Referenzstrahlengang eingebracht. Alternativ ist es auch möglich, den Referenzspiegel entsprechend des sich ändernden Strahlenganges zu verschieben.
  • Insbesondere wenn die Vorrichtung zur Vermessung mehrerer gleichartiger Bauteile eingesetzt werden soll, insbesondere solche mit gleicher Geometrie, ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung eine Haltevorrichtung umfasst, mit der der Kegelspiegel und die für Licht durchlässige Platte verbunden sind, so dass der Kegelspiegel und die Licht durchlässige Platte in einem festen Abstand zueinander positioniert sind. Durch die Verwendung der Haltevorrichtung entfällt ein jeweils neues Ausrichten von Kegelspiegel und der Licht durchlässigen Platte, wenn ein neues Bauteil vermessen werden soll. Als Haltevorrichtung eignet sich jede beliebige, dem Fachmann bekannte Haltevorrichtung. Als Haltevorrichtung können zum Beispiel Rohre oder Stangen verwendet werden, die mit dem Kegelspiegel verbunden sind und an denen die für Licht durchlässige Platte stoffschlüssig oder formschlüssig befestigt ist.
  • Alternativ ist es zum Beispiel auch möglich, den Kegelspiegel mit einem diesen umschließenden Zylinder zu verbinden und die für Licht durchlässige Platte mit dem Zylinder stoffschlüssig oder formschlüssig zu verbinden. Hierzu ist es zum Beispiel möglich, im Zylinder eine Nut auszubilden, in der die für Licht durchlässige Platte positioniert wird. Um die für Licht durchlässige Platte in dem Zylinder positionieren zu können, ist es zum Beispiel möglich den Zylinder in zwei Halbschalen zu fertigen, die nach dem Einlegen der Platte miteinander verbunden werden. Die Befestigung der für Licht durchlässigen Platte mit der Haltevorrichtung erfolgt zum Beispiel durch Verkleben.
  • Die Vorrichtung kann zum Beispiel eingesetzt werden, um konische Oberflächen mit für ebene Oberflächen bekannten Messsystemen zu vermessen. So ist es zum Beispiel möglich, eine konische Oberfläche mit Hilfe eines Weißlichtinterferometers, wie es für eine ebene Fläche bekannt ist, zu untersuchen. Hierzu wird das Weißlichtinterferometer so positioniert, dass das von der konischen Oberfläche über das ebene Spiegelelement und den Kegelspiegel reflektierte Licht vom Detektor des Interferometers erfasst werden kann.
  • Durch die Verwendung geeigneter, bereits für ebene Oberflächen bekannter Messsysteme ist es möglich, zum Beispiel Ventilsitze zu vermessen. Es können Oberflächenparameter wie Formabweichung, Rundheit und gegebenenfalls Rauheit bestimmt werden. Auch stellt eine Kontrolle der Oberfläche auf Defekte kein Problem dar. Insbesondere wenn Kegelspiegel und die für Licht durchlässige Platte, die mit dem ebenen Spiegelelement verbunden ist, miteinander in einer Haltevorrichtung gehalten werden, ist es möglich, die Vorrichtung auch in der Serienfertigung einzusetzen und jedes Teil zu prüfen.
  • Figurenliste
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
    • 1 zeigt eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Vermessung konischer Oberflächen.
  • Ausführungsformen der Erfindung
  • In 1 ist eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 zur Vermessung konischer Oberflächen umfasst einen Kegelspiegel 3. Der Kegelspiegel 3 kann auf eine beliebige, dem Fachmann bekannte Art hergestellt sein. So eignen sich als Kegelspiegel 3 zum Beispiel gedrehte metallische Bauteile mit einer spiegelnden Oberfläche, die einen einfallenden Lichtstrahl 5 reflektiert. Als spiegelnde Oberfläche 7 eignet sich zum Beispiel eine polierte metallische Oberfläche, die auf sie auftreffendes Licht reflektiert. Alternativ ist es jedoch auch möglich, eine beliebige andere Spiegeloberfläche zu verwenden. So kann zum Beispiel für sichtbares Licht eine mit Silber oder Gold bedampfte Glasoberfläche als spiegelnde Oberfläche 7 eingesetzt werden. In diesem Fall kann der Kegelspiegel 3 auch aus einem von Metall verschiedenen Material gefertigt sein. Bevorzugt ist es jedoch, den Kegelspiegel 3 aus einem Metall zu fertigen. Geeignete Metalle für den Kegelspiegel 3 sind zum Beispiel Kupfer oder Messing.
  • Um die Reflektivität der spiegelnden Oberfläche 7 zu verbessern, ist es auch bei einem metallischen Bauteil möglich, die Oberfläche zusätzlich mit einem anderen Metall, beispielsweise mit Aluminium, mit Silber oder mit Gold, zu beschichten. Um eine spiegelnde Oberfläche zu erzielen, ist es vorteilhaft, vor der Beschichtung die spiegelnde Oberfläche 3 zu polieren und die Beschichtung auf die polierte Oberfläche aufzubringen. Das Aufbringen der Beschichtung kann zum Bespiel durch Aufdampfen erfolgen. Jedoch ist auch jede beliebige andere, dem Fachmann bekannte Art zur Aufbringung der spiegelnden Oberfläche denkbar. So kann zum Beispiel anstelle eines Aufdampfverfahrens auch ein Fällungsverfahren eingesetzt werden. Bevorzugt ist jedoch das Aufdampfen.
  • Das von der spiegelnden Oberfläche 7 reflektierte Licht 9 trifft auf ein ebenes Spiegelelement 11, an dem das Licht erneut reflektiert wird und auf eine zu vermessende konische Oberfläche 13 auftrifft.
  • Um ein optimales Messergebnis zu erhalten, soll das Licht auf die konische Oberfläche 13 senkrecht zur konischen Oberfläche 13 auftreffen. Dies wird durch einen geeigneten Winkel α des Kegelspiegels 3 erreicht. Der Winkel α wird so gewählt, dass ein auf die spiegelnde Oberfläche 7 des Kegelspiegels 3 treffender Lichtstrahl von dieser reflektiert wird, auf das ebene Spiegelelement 11 trifft und der vom ebenen Spiegelelement 11 reflektierte Lichtstrahl senkrecht auf die konische Oberfläche 13 auftrifft. Wenn das eingesetzte Messgerät bei einer schrägen Abbildung, das heißt bei einem nicht senkrecht auf die konische Oberfläche 13 auftreffenden Lichtstrahl die Abbildung der zurückreflektierten Lichtstrahlen noch analysieren kann, so ist auch eine Abweichung dieses idealen senkrechten Auftreffens möglich.
  • In der hier dargestellten Ausführungsform ist das ebene Spiegelelement 11 mit einer für Licht durchlässigen Platte 15 verbunden. Hierzu ist es zum Beispiel möglich, dass das ebene Spiegelelement 11 an der für Licht durchlässigen Platte 15 befestigt ist. So kann zum Beispiel ein ebenes Spiegelelement 11 auf der für Licht durchlässigen Platte 15 befestigt sein. Die Befestigung des ebenen Spiegelelements 11 auf der für Licht durchlässigen Platte 15 kann beispielsweise durch Verkleben erfolgen. Alternativ ist es auch möglich, die für Licht durchlässige Platte 15 zum Beispiel mit einer reflektierenden Beschichtung zu versehen, wobei die reflektierende Beschichtung als ebenes Spiegelelement 11 dient. Auch ist es möglich, die für Licht durchlässige Platte 15 auch als ebenes Spiegelelement 11 einzusetzen. Dies ist insbesondere dann möglich, wenn die für Licht durchlässige Platte 15 das Licht nicht nur durchlässt, sondern auch reflektiert. Um eine auswertbare Abbildung zu erhalten, ist es jedoch bevorzugt, eine reflektierende Beschichtung oder ein separates ebenes Spiegelelement 11 auf der für Licht durchlässigen Platte 15 anzubringen.
  • Für die Licht durchlässige Platte 15 kann zum Beispiel eine Glasplatte verwendet werden. Die Verwendung einer Glasplatte ist insbesondere dann möglich, wenn das eingesetzte Licht Weißlicht ist. Wenn ein von Weißlicht verschiedenes Licht eingesetzt wird, so ist das Material für die für Licht durchlässige Platte 15 in Abhängigkeit vom eingesetzten Licht zu wählen.
  • Als Material für das ebene Spiegelbildelement 11 eignet sich vorzugsweise das gleiche Material, das auch für die spiegelnde Oberfläche 7 des Kegelspiegels 3 eingesetzt wird. Bei Verwendung von Weißlicht ist es insbesondere vorteilhaft, wenn für das ebene Spiegelelement 11 die für Licht durchlässige Platte 15 mit einer Silberschicht oder mit einer Goldschicht versehen wird. Das Aufbringen der Silberschicht oder der Goldschicht erfolgt zum Beispiel durch Aufdampfen. Hierbei wird die Silberschicht beziehungsweise Goldschicht nur in dem Bereich aufgebracht, in denen das von der spiegelnden Oberfläche 7 des Kegelspiegels 3 reflektierte Licht auf der für Licht durchlässigen Platte 15 und somit dann auf dem ebenen Spiegelelement 11 auftrifft. Durch die entsprechende Anordnung des ebenen Spiegelelementes 11 auf der für Licht durchlässigen Platte 15 wird erreicht, dass die für Licht durchlässige Platte 15 eine hohe Transparenz aufweist und so möglichst das gesamte für die Messung eingesetzte Licht durch die für Licht durchlässige Platte 15 dringen kann.
  • Um ein einfaches Vermessen von konischen Oberflächen an Bauteilen 17 zu ermöglichen, insbesondere in der Serienfertigung der Bauteile 17, in der im wesentlichen gleichartige Bauteile gefertigt werden, ist es vorteilhaft, wenn - wie in der hier dargestellten Ausführungsform - der Kegelspiegel 3 und die für Licht durchlässige Platte 15 mit dem ebenen Spiegelelement 11 miteinander verbunden sind. Hierzu wird eine Haltevorrichtung 19 verwendet. Als Haltevorrichtung 19 kann zum Beispiel ein Zylinder eingesetzt werden. In diesem Fall können Kegelspiegel 3 und Haltevorrichtung 19 zum Beispiel aus einem Block gefertigt werden, in dem Kegelspiegel 3 eine Haltevorrichtung 19 aus einem Vollmaterial spanend gefertigt werden. Alternativ ist es auch möglich, Kegelspiegel 3 und Haltevorrichtung 19 zum Beispiel durch ein Gussverfahren herzustellen und die spiegelnde Oberfläche 7 anschließend aufzubringen.
  • Neben der Gestaltung der Haltevorrichtung 19 als Zylinder ist es auch möglich, zum Beispiel Stäbe mit einem beliebigen Querschnitt als Haltevorrichtung einzusetzen. Die Anzahl der Stäbe wird dabei so gewählt, dass eine stabile Halterung der für Licht durchlässigen Platte 15 möglich ist. Eine stabile Halterung ist möglich bei Einsatz von mindestens drei solchen Stäben.
  • Die Befestigung der für Licht durchlässigen Platte mit der Halterung 19 erfolgt zum Beispiel durch Einlegen in eine Nut und Verkleben der für Licht durchlässigen Platte mit der Halterung 19. Jedoch ist auch jede beliebige andere lösbare oder nicht lösbare Befestigung für die für Licht durchlässige Platte 15 möglich. So kann die für Licht durchlässige Platte 15 zum Beispiel auch durch Klemmen mit der Haltevorrichtung 19 verbunden werden.
  • Wenn die Haltevorrichtung 19 nicht einteilig mit dem Kegelspiegel 3 ausgebildet ist, so kann der Kegelspiegel zum Beispiel ebenfalls durch beliebige lösbare oder nicht lösbare Befestigungen mit der Haltevorrichtung verbunden werden. So ist es zum Beispiel möglich, den Kegelspiegel 3 mit der Haltevorrichtung 19 durch Schweißen, Kleben, Löten, Schrauben oder Nieten zu befestigen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform wird die für Licht durchlässige Platte 15 an den Bereichen, an denen das Licht nicht reflektiert wird, das heißt außerhalb des ebenen Spiegelelements 11, mit einer Beschichtung versehen, die nur eine sehr geringe Reflektivität für das eingesetzte Licht aufweist. Hierdurch wird der größte Teil des Lichts durch die für Licht durchlässige Platte 15 hindurch geleitet und es ist eine optimale Abbildung der konischen Oberfläche, die ausgewertet werden kann, möglich.
  • Zur Auswertung wird Licht von einer Lichtquelle durch die Licht durchlässige Platte 15 auf die spiegelnde Oberfläche 7 des Kegelspiegels 3 geleitet. An der spiegelenden Oberfläche 7 reflektiert das Licht und trifft auf das ebene Spiegelelement 11, von dem aus das Licht erneut reflektiert wird und auf die zu vermessende konische Oberfläche 13 auftrifft. Auf diese Weise ist es möglich, ein Bild von der konischen Oberfläche 13 aufzunehmen, das zum Beispiel hinsichtlich Formabweichung, Rundheit und Rauheit ausgewertet werden kann. Die Auswertung erfolgt zum Beispiel über geeignete bildgebende Verfahren, wie sie für ebene Flächen bekannt sind. So kann die Auswertung zum Bespiel mit Hilfe einer Weißlichtinterferometrie erfolgen.
  • Da Licht an Grenzflächen üblicherweise gebrochen wird, ergibt sich im allgemeinen eine Änderung des Strahlungsweges beim Eintritt und beim Verlassen der für Licht durchlässigen Platte 15. Um die sich durch den geänderten Strahlungsweg ergebende Verschiebung zu kompensieren, wird die auf Grund der Lichtbrechung erfolgte Änderung des Weges des Lichts durch einen Referenzstrahlengang korrigiert. Hierzu wird üblicherweise eine der lichtdurchlässigen Platte 15 entsprechende Platte aus gleichem Material mit gleicher Geometrie in den Referenzstrahlengang eingebracht. Alternativ ist es auch möglich, den Referenzspiegel entsprechend der Lichtbrechung zu verschieben.
  • Die Auswertung erfolgt zum Beispiel durch Aufnahme eines Bildes der konischen Oberfläche 13 mit einer Kamera oder einem beliebigen, für das eingesetzte Licht geeigneten Detektor. Zur Überprüfung der konischen Oberfläche 13 kann dabei neben der Weißlichtinterferometrie jedes beliebige Verfahren für ebene Oberflächen, das dem Fachmann bekannt ist, eingesetzt werden. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung ergibt sich jeweils eine Abbildung, wie diese auch bei bekannten Verfahren zur Beurteilung ebener Flächen erzeugt wird.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung lässt sich zum Beispiel zur Untersuchung von konischen Oberflächen von Ventilsitzen wie sie beispielsweise in Einspritzventilen ausgebildet sind, einsetzen. Neben der Untersuchung von Ventilsitzen ist aber auch die Untersuchung jeder beliebigen anderen konischen Oberfläche mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung möglich. Die Vorrichtung wird dabei jeweils an die Geometrie der zu untersuchenden konischen Oberfläche angepasst. Die Anpassung erfolgt zum Beispiel durch einen geeigneten Durchmesser des Kegelspiegels 3 beziehungsweise des Winkels α.

Claims (8)

  1. Vorrichtung zur Vermessung konischer Oberflächen (13), umfassend einen Kegelspiegel (3) sowie eine Lichtquelle und einen Detektor oder eine Kamera, wobei die Lichtquelle so positioniert ist, dass von der Lichtquelle emittiertes Licht vom Kegelspiegel (3) auf die konische Oberfläche (13) reflektiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass dem Kegelspiegel (3) gegenüber senkrecht zur Achse des Kegelspiegels (3) ein ebenes Spiegelelement (11) derart positioniert ist, dass von dem Kegelspiegel (3) reflektiertes Licht (9) zunächst auf das ebene Spiegelelement (11) auftrifft und von diesem auf die konische Oberfläche (13) reflektiert wird.
  2. Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ebene Spiegelelement (11) mit einer für Licht durchlässigen Platte (15) verbunden ist.
  3. Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die für Licht durchlässige Platte (15) eine Glasplatte ist.
  4. Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die für Licht durchlässige Platte (15) mit einer Beschichtung versehen ist, die eine sehr geringe Reflektivität aufweist.
  5. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das ebene Spiegelelement (11) als Reflektionsschicht auf der für Licht durchlässigen Platte (15) in Bereichen aufgebracht ist, in denen vom Kegelspiegel (3) reflektiertes Licht auftrifft.
  6. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haltevorrichtung (19) umfasst ist, mit der der Kegelspiegel (3) und die für Licht durchlässige Platte (15) verbunden sind, so dass der Kegelspiegel (3) und die für Licht durchlässige Platte (15) in einem festen Abstand zueinander positioniert sind.
  7. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle und der Detektor Teil eines Weißlichtinterferometers zur Vermessung von Oberflächen sind.
  8. Verwendung der Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 zur optischen Vermessung von konischen Ventilsitzen.
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