DE1086901B

DE1086901B - Device for measuring the thickness of non-magnetic layers on ferromagnetic materials

Info

Publication number: DE1086901B
Application number: DEB51623A
Authority: DE
Inventors: Vaclav Bruna
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1958-12-31
Filing date: 1958-12-31
Publication date: 1960-08-11

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. Device for measuring the thickness of non-magnetic layers on ferromagnetic Materials The invention relates to an apparatus for measuring the density of non-magnetic Layers on ferromagnetic materials with a tubular holder on which upper section an internally threaded bushing is rotatably mounted while in the lower part of a cylindrical permanent magnet arranged to slide axially and on one Measuring spring is suspended, which engages with its other end on a sliding guide, wherein a sliding guide and opposite longitudinal slots in the holder penetrating Adjusting pin engages with its front ends in the internal thread of the rotatable socket.

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. It is well known that the majority of mechanical engineering products are made Made of steel-based materials, which in turn are made with a protective layer non-magnetizable materials are provided. When applying a protective or finishing layer on the surface of workpieces is a control of the Work required by measuring the thickness of the applied layer. at a known device with which the effective thickness of such a protective layer can be determined, the range spring on which the magnet is suspended is at on The magnet adhering to the test object is stretched until the spring force exceeds the adhesive force overcomes and the magnet tears off the test object. At the same moment it will The tensioning of the spring is interrupted, the tensioning path of the spring being readable on a scale which can be in values of the layer thickness.

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. The invention is based on the object of creating a measuring device with which in addition to measuring the effective thickness of a protective layer or the like. Comparative measurements can still be carried out on a ferromagnetic basis can.

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. According to the invention, one is essentially within the holder extending over its length, provided with slots penetrated by the adjusting pin, the magnet axially sliding to a limited extent movably receiving the sleeve stored and independent of the previous setting of the range spring against the force a spring, taking along the magnet, can be moved against the layer to be tested.

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. The device according to the invention can advantageously be used as a limit value measuring device can be used, with the device set for a certain value quickly and setpoints that have not been met properly are determined and rejects are determined can.

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. Appropriately, the one surrounding the spring and the permanent magnet lower half of the holder at the free end made of transparent material be. With this measure, the movements of the magnet can be easily observed will.

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. At the cross pin one can move from it in the direction of the magnet be attached to the extended scale tube, and in the lower half of the holder can be at a short distance from the lower end of the on the upper holder half pushed-on socket with internal thread a window with a transverse indicator line be provided for observing the scale.

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. It is within the scope of the invention that the upper end of the holder completed by a screwed-in, cup-shaped plug, in this a pressure pin influenced by a spring is mounted displaceably in the axial direction and at the end of the pressure pin protruding over the inside of the plug, the bottom of the Sleeve is attached. It may be in a hurry to have the one sticking out over the holder A nut is screwed on at the end of the plug, and the socket is screwed on each pressed against the shoulder of the holder and then secured against unwanted rotation are capped In the drawing, the device is an exemplary embodiment shown in LXgsschnitt with a completely relaxed state. With 1 is a hollow one handle-rtiger holder, which at one end n mouthpiece made of transparent Material has and approximately in the middle a window 3 with a to the holder axis has a vertical line. The holder 1 is facing away from the mouthpiece 2 End through a screwed in, but relatively far protruding plug 14 completed, which has a cup-like shape. In the cavity of the stopper 14 is a pin 12 freely penetrating the bottom of the same with a push button axially movable housed, which is under the action of a spring 13 pressing it outward.

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. At the end of the pin 12 protruding from the inside over the plug 14 is a sleeve 11 extending almost over the entire length of the holder 1 attached to their bottom part. The one slightly offset in diameter in the upper half Holder 1 is in this offset half at two opposite points provided with a longitudinal slot. Likewise, the sleeve 11 has such approximately from The bottom has slots extending to the middle. Through the slots in the top Half of the body 1 and the sleeve 11, a transverse pin 5 is inserted, which is of a Stone 6 is worn. At the mouthpiece 2 of the holder 1 facing end of the Stone 6 is attached to one end of a spring 7 on an adjustable screw, the other end of which engages the end of a pull rod 8. With the pull rod is that bolt-like magnet 9 is connected, which engages in the bore of the mouthpiece 2. When the spring 7 is tensioned, the pull rod 8 with the magnet is withdrawn, so that a provided on the tie rod 8 collar 8 b to the lower end of the sleeve 11 creates.

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. On the upper offset half of the holder 11 is a tight fit Bush 4 rotatably attached, which has a double internal thread. In the turns of this internal thread engage the ends of the transverse pin 5. Go berserk the socket 4 on the upper half of the holder 1, the pin 5 is moved axially and thereby tensioned the spring 7 connected to it. To measure the tension of the To be able to determine the spring 7 is one end of the pin 5 or the stone 6 attached to a tube 10 extending towards the magnet 9, on which a scale is attached. Next is in the holder 1 in less for the same purpose Distance from the point where the diameter of the holder is reduced, a window 3 is provided with a line as a mark. Since the graduated tube 10 is located inside the sleeve 11, the sleeve 11 is also at the level of the window 3 provided with a cutout.

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. Sitting on the part of the plug 14 protruding beyond the holder 1 a nut 15 on a threaded pin. By screwing the same, the socket 4 pressed firmly against the shoulder of the holder 1 and thus against unwanted rotation secured.

\,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.\, In series production, where it is mainly checked whether the protective layer has a prescribed thickness, the absolute value of the thickness of said layer but not interested, one proceeds in such a way that according to a calibration curve through Rotation of the socket 4 on the shifting scale 10 of the advance Value is set. By rotating the sleeve 4 is by means of the pin 5 of Stone 6 moved axially and the spring 7 tensioned, since the approach 8b spring tie rod8 rests against the lower end of the sleeve 11 and thus the rod 8 of the movement of the Steines Änot follow. By means of the fixing ring 15, the bush 4 is against the Body 1 pressed, where the setting of the device is fixed. When actuated the push button 12 pushes the sleeve 11 outwardly approach 8 b of the pull rod 8 and brings thus the magnet9 in contact with the test object. If the push button 12 is released, the spring 13 returns the sleeve 11 to its original position and thus gives the Magnet 9 free. If the layer thickness corresponds to the set th value or exceeds him, d. That is, if it corresponds to the test conditions set, the magnet 9 remains on DUT not stick. If, on the other hand, the layer thickness is smaller than the one previously set Value, the magnet 9 will stick to the test item. The position of the magnet 9 can by the clear mouthpiece2 can be observed. In this way several hundred Measurements can be made per hour.

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. With individual production or when checking the layer thickness during the manufacturing process where measurement of the absolute thickness value is required, the procedure is as follows: By rotating the socket 4, the magnet 9 is by means of 5 pin and 6 stone set. The device comes with the mouthpiece 2 placed on the test object, and the magnet 9 remains attached to this. Now will by rotating the socket 4 in the opposite direction by means of the pin 5 and of the sliding body 6, the spring 7 is tensioned. The socket 4 is rotated until the magnet 9 tears off the test object, which is observed through the transparent mouthpiece 2 can be. At the moment of tearing off the rotation of the bush 4 is stopped, read off the display value of the scale 10 in window 3 and use the calibration diagram evaluated. This process is repeated with every measurement.

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. The device described significantly accelerates the control of Layer thicknesses, which is particularly evident in series and mass production, since the Measurement times are many times shorter than when using previous devices, However, the accuracy of the device described is the highest achievable for Apparatus of this type corresponds. By applying the subject matter of the invention a significant increase in the profitability of the control of work processes can be achieved in surface treatments.

Claims

CLAIMS OF THE PATENT: 1. Apparatus for measuring the thickness of non-magnetic Layers on ferromagnetic materials with a tubular holder on which upper section an internally threaded bushing is rotatably mounted while in the lower part of a cylindrical permanent magnet arranged to slide axially and on one Measuring spring is suspended, which engages with its other end on a sliding guide, wherein a sliding guide and opposite longitudinal slots in the holder penetrating Adjusting pin engages with its front ends in the internal thread of the rotatable bushing, characterized in that a substantially extending over its length with slots penetrated by the adjusting pin (5) provided, the magnet (9) in the axial direction limited movable receiving sleeve (11) axially sliding and independent of the previous setting of the range spring (7) against the force of a spring (13) with entrainment of the magnet (9) against the to testing layer is movable.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the the spring (7) and the permanent magnet (9) surrounding the lower half of the holder (1) at the free end (at 2) is made of transparent material.

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that on the Ouerstift (5) moves away from him in the direction of the magnet (9) extending Scale tube (10) attached and in the lower half of the holder (1) in lower Distance from the upper end of the socket pushed onto the upper half of the holder (4) with internal thread a window (3) with a transverse indicator line for Observing the scale is provided.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the upper End of the holder (1) through a screwed-in, cup-like plug (14) completed, in this a pressure pin (12) influenced by a spring (13) mounted displaceably in the axial direction and on the over the plug (14) inside protruding Enz of the pressure pin (12) the bottom of the sleeve (1: is attached.

5. Apparatus according to claim 1 to 4, characterized in that on the A multi is screwed onto the holder (: protruding end of the plug (14)) by screwing the socket (4) firmly against the shoulder of the holder (: can be pressed and thus secured against unwanted rotation.

Documents considered: French patent specification No. 1 130 387.