DE19620389A1

DE19620389A1 - Surface roughness testing method for test specimen

Info

Publication number: DE19620389A1
Application number: DE1996120389
Authority: DE
Inventors: Ralf Muellner; Jouli Avroutine
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-05-21
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 1997-12-04
Anticipated expiration: 2016-05-22
Also published as: DE19620389C2

Abstract

The method involves directing a stream of air, from the nozzle (15) of a measurement head, at the surface (16) of the specimen (17) to be tested, in front of the scanning surface (18) of the head. The flow parameters resulting between the two surfaces are measured and compared with a reference value or values. During the test, the scanning surface of the measurement head can be moved over the surface to be tested, at a speed corresponding to that of the test specimen. If the scanning surface of the measurement head is curved, it can be pressed against the test specimen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zur Prüfung von Oberflächen rauhigkeiten eines bewegten 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. The invention relates to a method and a device to carry out the method for testing surfaces roughness of a moving test object with the help of a pneumatic test device through which an air flow over a measuring nozzle of a measuring head in front of a scanning surface the surface of the measuring head to be examined Test object is directed, and which is between the Surface and the scanning surface of the measuring head Outflow parameters measured.

Eine pneumatische Prüfvorrichtung für Oberflächenrauhigkei ten ist durch einen Aufsatz von R. Lehmann, A. Wiemer und H. Orzegowski in Feingerätetechnik 12 (1963 H 9, Seite 6 bis 13) bekanntgeworden.A pneumatic tester for surface roughness is by an article by R. Lehmann, A. Wiemer and H. Orzegowski in Feingerätetechnik 12 (1963 H 9, page 6 to 13) became known.

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.The surfaces of After workpieces after their mechanical production delt. Workpieces are surface treated at for example, to get a functional behavior from later on improve the underlying contact surfaces of the workpieces. The Surface treatment can also improve the optical appearance, improved wear resistance resistance or corrosion resistance.

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.The surface of Pro made of wood by processing methods such as planing, grinding smoothing or smoothing. Then be various protective layers applied, the adhesion of depends on the surface quality generated by the machining is.

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.Therefore, it is used in the manufacture of workpieces strives to achieve a consistently high production quality len, which also indicated the respective purpose suitable tool surface. For this it is necessary that the roughness of the surface in the areas of Fer is checked. It is usually sufficient that the waiter surface quality by comparison with a reference value can be assessed.

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.Just as important as testing the surface treated Workpieces is also the test for surface treatment used working tools, such as the used sanding belts. The state of this work Witness decisively influences the work results, d. H. the surface quality and work performance. The appraisal division of work tools during the manufacturing process is usually complicated because, for example, a Sanding belt a work tool with a work surface of indefinite cutting edge geometry. Through the work process additional fluctuations within the surface vo lumens of work tools. Which occur here The fluctuations are mainly due to incomplete cleaning the sanding belts, moisture absorption or removal or general wear. This must be the case with both the processing of wood as well as metals and art substances are taken into account.

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.This problem is exemplary for the belt grinding of Woods made clear. If now the surface condition of the grinding belt with the same setting conditions deterioration of machine and tool, this leads to a change in the machining process. It is getting less or in an irregular way material from the Removed surface of the workpiece. The quality of the The surface of the treated wood deteriorates. This Processes differ depending on the type of wood, as with for example in the treatment of pine wood on the Make sanding belt spots with sanding dust and wood substances are completely glued. The ones below or glued abrasive grains on the side in a further treatment process of the wood no longer fully participate in the grinding process. This is in particular that is the case when it comes to woods, their Wood fibers contain a high proportion of resin, fat and wax own, adhesion-friendly wood ingredients. This Wood ingredients are exposed during the sanding process and are deposited between individual grains of the sanding belt. The one due to the slowly sticking sanding belt decreasing surface erosion can be compensated be that a contact pressure of the grinding belt is increased. However, this has the consequence that due to the increasing friction a temperature increase on the surface of the treating Workpiece occurs, so that under certain circumstances charring visible on the profile wood.

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.Roughness depth measurements on wooden surfaces of the profiled timber ha ben result that one usually too during the grinding process next a strongly degressive course of the blunting of the Grinding belt observed since the beginning of the grinding process a strong, but then a decreasing down or off breaking of abrasive grains is given. The further course the dulling is usually progressively falling as especially constantly increasing deposits of the finest grinding chips and wood contents between the grains form.

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 terferrenzverfahren oder profilometrische Tastschrittverfah ren. Nachteiligerweise sind die bekannten Verfahren arbeits intensiv, benötigen lange Meßzeiten und sind als Prüfverfah ren während der Bearbeitungsvorgänge nicht geeignet.Both for testing the surface-treated workpieces as also the tools used for this treatment (Sanding belts, sanding blocks) are different tests processes used, such as lighting, In terferrenzverfahren or profilometric scanning step Ren. Unfortunately, the known methods are working intensive, require long measuring times and are a test procedure not suitable during machining operations.

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.In the known pneumatic test device Measuring surface of a measuring head on the surface to be tested pressed so that an air flow through a measuring nozzle towards the testing surface can flow out. Put it under different physical relationships between the sampling area of the measuring head and the surface, depending on what void volume is formed by the individual grains becomes. A change in the void volume between the one individual grains is measured by measuring the pressure drop compressed air flowing out through this cavity. If now reference values for smooth surfaces as well as for rough ones Surfaces are present, the pressure change can cause the Surface roughness can be estimated. If the surface surface of a workpiece is assessed, the pressure changes as a measure of good or bad quality be drawn. If the working or grinding tool is under seeks, the pressure change serves as a measure of the ver wear condition of the grinding tool.

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.The known pneumatic test method has the disadvantage that that only a test of stationary test objects is possible is. This means that for an examination of the operation interrupted and then started again.

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.If the test object is not at rest, there is a re relative movement between test object and measuring head leading to wear, d. H. a removal of the surface of the Measuring head on the rough test surface.

Daher liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung derart weiterzuentwickeln, daß einerseits eine Unterbrechung der Bewegung des Prüfgegenstandes beim Arbeitsvorgang für eine Prüfung des Prüfgegenstandes unterbleiben kann, und anderer seits ein Verschleiß des Meßkopfes vermieden wird. The present invention is therefore based on the object the known method and the known device in such a way to further develop that on the one hand an interruption of the Movement of the test object during the work process for a Examination of the test object can be omitted, and others wear on the measuring head is avoided.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Prüfung von Ober flächenrauhigkeiten eines bewegten Prüfgegenstandes mit Hil fe einer pneumatischen Prüfvorrichtung gelöst, bei dem die Abtastfläche des Meßkopfes bei der Prüfung der Oberflächen rauhigkeit mit einer Geschwindigkeit über die zu prüfende Oberfläche bewegt wird, die im wesentlichen der Geschwindig keit des Prüfgegenstandes entspricht.This task is accomplished through a procedure for checking Ober surface roughness of a moving test object with Hil fe a pneumatic test device solved, in which the Scanning surface of the measuring head when testing the surfaces roughness at a speed over the test Surface is moved, which is essentially the speed corresponds to the test object.

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. To carry out the method according to the invention, a Pneumatic test device used that a measuring nozzle in Area of a scanning surface of a measuring head and a pressure knife includes. The measuring head is attached to the Approach the surface to be tested so that the scanning area arranged a little above the surface to be tested is without damaging the surface. Depending on the check The material can also be scanned onto the surface be lightly pressed. The surface roughness will due to the flow at the outlet of the measuring head resistance measured. Leave the flow resistances record yourself with different measuring methods, e.g. B. by the Detection of pressure loss, detection of the flow ge speed and flow volume. Through this Meßme The surface roughness can be assessed as a method with increasing surface roughness the flow resistance stood decreasing. The one responsible for the surface roughness surface structures prevent it from falling off quickly flow of compressed air and determine the value of the resistance of the, which is between the scanning surface of the measuring head and the surface. That way too Cavity volume between the individual surface profiles be determined. If this volume is big enough is the resistance when the compressed air flows through low.

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.Because the profiles on the surface to be tested too overdue, it is necessary to use the measuring head at various points on the surface to be tested put. In this way, a statistical result of the roughness distributed on a surface can be achieved.

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.The measuring head is at a certain point of the test Surface moved, brought to a speed that the speed of movement of the test object speaks, and then moves to the surface. Out for this reason, there is none when checking the surface Relative movement between the scanning surface and the test the surface.

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.The movement of the measuring head can be known by various technical realizations are carried out. For example It is conceivable to arrange the measuring head on a slide NEN, the drive via the drive device of the moving th object to be tested is coupled. The measuring head but could also be driven by rollers or cogs to check it for the same speed as that bring the object. All that is necessary is that the direction of movement of the measuring head in the direction of movement of the object to be checked, and the measuring head Movement to the surface of the test object can lead to the scanning surface in a test contact with the surface to be tested.

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.Furthermore, it is in the inventive method of Advantage that the scanning surface of the measuring head is not permanent must rest on the surface to be tested, but that the Examination of the surface can be done if this is ge is desired. In one embodiment of the invention The pneumatic test device is closed switchable. This contributes to further protection of the measuring head and reduced wear on the scanning area of the measuring head.

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 Abstastfläche des Meßkopfes an die Oberfläche des Prüfgegenstandes ange preßt werden, so daß sich die Oberfläche an die Wölbung der Abtastfläche anschmiegen kann.In a preferred embodiment of the invention The method is a curved scanning surface of the Measuring head pressed against the surface to be tested. This he it is also possible to create surfaces of workpieces or tools conditions to check that are made of flexible, compliant materials are made. For example, thin sheets, Abrasive belts, rubber conveyor belts, V-belts, etc. It is crucial that the scanning system is in good condition surface of the measuring head possible on the surface to be tested is. The surface of the test object can be attached to the Ab sensing surface of the measuring head or vice versa the scanning surface of the measuring head to the surface of the test object be pressed so that the surface of the curvature of the Can nestle the scanning surface.

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. In a further embodiment, the scanning area of the Measuring head gebil by the outer peripheral surface of a measuring roller det by a transverse to the direction of movement of the test object Stand arranged axis is rotatably mounted. If the Bring the measuring head close to the surface to be tested was, the measuring roller can at a speed of rotation be brought up to the speed of the moving test object corresponds. This way it can easily reali Siert that no relative speed between the Scanning area and the surface to be tested is given. This design of the measuring head also makes it easy switchable operation of the test device possible.

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.Since the part of the measuring head to be moved in this embodiment Form only from a cylinder to be driven, d. H. a roll or roller is reduced on the one hand the energy to be used and on the other hand the occurring Wear. Depending on the type of test object (sanding belt, Conveyor belt) and design of the roll-shaped measuring head can also drive the measuring roller over the test object yourself. For this reason, a Rela tivbewegung between the scanning surface of the measuring roller and the Test object avoided.

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.The method can make the difference most test items to be examined is advantageous but that surfaces of moving, preferably flexi Blen belts or the like, such as abrasive belts, roughened te conveyor belts, belts of belt drives, with the help of Test device are testable.

In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die eine an ei nem Meßkopf angeordnete Meßdüse zur Leitung eines Luftstro mes auf eine zu untersuchende Oberfläche des Prüfgegenstan des und mindestens ein Meßgerät zum Messen der physikali schen Parameter zwischen der Oberfläche und einer Abtastflä che des Meßkopfes aufweist. Die obengenannte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Meßkopf derart ausgebildet ist, daß er über die Oberfläche des Prüfgegenstandes 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 Prüfvorrich tung geringer.One also falls within the scope of the present invention Device for carrying out the method, the one at an egg Nem measuring head arranged to direct an air stream mes on a surface of the test object to be examined the and at least one measuring device for measuring the physi parameters between the surface and a scanning surface surface of the measuring head. The above task will solved in that the measuring head is designed such that preferably over the surface of the test object about the speed of the test object is movable. The movable design of the measuring head prevents Relative movement between the scanning surface of the measuring head and the surface to be tested. Wear of the measuring head is therefore the known test device compared to the measuring head tion less.

Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung kann innerhalb von Ar beitsvorgängen eingesetzt werden, ohne daß diese unterbro chen werden müssen.The test device according to the invention can within Ar operations are used without this interruption need to be.

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.By the discharge of the compressed air from a measuring nozzle on the The scanning surface of the measuring head is cleaned at the same time supply of the scanning surface of the measuring head and the to be tested Surface.

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.It is preferred that the measuring head is designed as a measuring roller is a central, transverse to the direction of movement of the Test object arranged axis is rotatably mounted. The Measuring roller has the shape of a concentric cylinder ring mass that rotate easily around the central axis can. Since only a small mass of the measuring head is moved must, this means a further contribution to wear minimization of the test device.

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.In a further embodiment, meh rere measuring nozzles provided. The measuring nozzles are on the outside Distributed on the circumferential surface of the rotatably mounted measuring roller and connected to air channels through which the measuring nozzles compressed air is fed. The air channels can be within the un continue moving axis and connect to one Manufacture compressed air generator. Are several measuring nozzles the radially and / or axially on the circumference of the measuring roller det, the surface to be tested can be almost perfect seen across their width and length. With more Ren measuring nozzles can also the quality of the received NEN improve measurement signals. Consequently, several measurements can be made Record points simultaneously or the intervals between reduce individual measuring times. The measuring head with the measuring roller can be trained so that the ro a constant number (one or more) of measuring nozzles are connected to the compressed air generator.

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.In a further development of the measuring roller, the measuring nozzles are open the outer peripheral surface of the measuring roller arranged helically. This makes it possible to have several measuring points on the one to be tested Record surface that is across the width of the surface are distributed. Thus, a statement can be made about a mush win th area of the surface almost simultaneously.

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.Of course, the method and the device according to the invention with further test equipment and measuring techniques for evaluating the measured values obtained be combined. With a fast data acquisition you can the measured pressure values, for example in an illustration the surface topography of the tested surface vice versa be set. In a simple embodiment, however also only light up an indicator that the to perform replacing the work tool based on the measured indicates wear.

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.The method according to the invention is also to be ver stand that the scanning surface of the measuring head for the surface test of the test object on the test object Surface loose or under tension or slightly gig can be spaced from it. The measuring nozzle can not only operated with a gas but also with a liquid will.

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.Further advantages result from the description and the attached drawing. Likewise, the above can ten and features listed here in accordance with the invention individually or in any combination other can be used. The mentioned embodiments are not to be understood as a final list, but rather have exemplary character.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird an hand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:The invention is illustrated in the drawing and is hand explained two embodiments. It shows:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Prüf vorrichtung mit einem als Meßrolle ausgebildeten Meßkopf und einer Meßdüse; Figure 1 shows a section through a test device according to the invention with a measuring head designed as a measuring roller and a measuring nozzle.

Fig. 2 einen Schnitt durch eine weitere erfindungsgemäße Prüfvorrichtung mit einem als Meßrolle ausgebil deten Meßkopf und mehreren Meßdüsen; Figure 2 is a section through a further test device according to the invention with a measuring head ausgebil Deten measuring head and several measuring nozzles.

Fig. 3 einen gegenüber dem Schnitt der Fig. 2 um 90° ge drehten Längsschnitt; Fig. 3 compared to the section of Figure 2 ge 90 ° rotated longitudinal section;

Fig. 4 eine schematische perspektivische Darstellung der Prüfvorrichtung nach Fig. 2. FIG. 4 shows a schematic perspective illustration of the testing device according to FIG. 2.

Die einzelnen Figuren der Zeichnung zeigen den erfindungsge mäßen Gegenstand teilweise stark schematisiert und sind nicht notwendigerweise maßstäblich zu verstehen.The individual figures of the drawing show the Invention The subject is partly highly schematic and are not necessarily to be understood to scale.

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 rolle 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.In FIG. 1, a test apparatus 10 is shown, which consists essentially of a stationary shaft 11 and an axle 11 rotatably mounted about the metering roller 12th An air channel 13 is formed inside the axis 11 and merges into a measuring channel 14 . The measuring duct 14 connects the air duct 13 to a measuring nozzle 15 , so that compressed air from the testing device 10 can be directed onto a surface 16 of a test object 17 to be tested. In the state shown in the figure, the measuring roller 12 is pressed against the surface 16 with a scanning roller 18 . This enables inspection of the surface 16 , which is flexible and flexible. If surfaces of rigid test objects are examined, the measuring roller 12 can also be arranged with a lower or no contact pressure over the surface to be tested.

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.Air is expediently used as the test gas. At all off all test steps reach with other gases or liquids and carry out.

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.To test the surface 16 , compressed air is blown from the test device 10 onto the surface 16 , so that a flow resistance between the surface 16 and the scanning surface 18 is established. This state can be detected via measuring instruments arranged on the air duct 13 and evaluated. Since the surface 16 can be profiled to different extents or can be configured with different roughnesses, the detected state changes as a function of the detected surface quality.

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.As a result, the sensed condition, e.g., pressure loss, to assess the surface roughness be drawn. If additional knowledge about pressure loss different roughnesses can be so continue to be judged whether it is a high or low Surface roughness is concerned. Thus, in a quick way and determine a quality criterion that is relevant to the appraisal surface roughness or surface quality of the Test object can be used. Of course The measured pressure values can also be applied to any other Way for statistical purposes or the like get ranked.

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.Since the measuring roller 12 is rotatably mounted, the measuring roller 12 can be moved at the same speed as the test object 17th A relative speed between the test object 17 and the measuring roller 12 is avoided, so that neither the surface 16 to be tested nor the scanning surface 18 can damage one another. The measuring roller 12 can be driven externally or, depending on the storage or the object to be tested, can also be put into a rotational movement by the test object 17 itself.

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 Fig. 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. 2 shows a test apparatus 20 with a rigid axle 21 and attached by a measuring roller 22nd An air duct 23 is provided within the axis 21 , which supplies compressed air to the measuring nozzles 26 via a supply duct 24 and a distributor chamber 25 . The measuring roller 22 has a plurality of measuring nozzles 26 , of which only two are identified by reference numerals in the figure. A measuring nozzle 26 can be connected to the air duct 23 via the distribution chamber 25 in order to blow compressed air onto a surface 27 of a test object 28 . By blowing out the compressed air from the measuring nozzle 26 , the surface 27 on the one hand and the measuring nozzle 26 on the other hand are cleaned. Between a scanning surface 29 of the measuring roller 22 and the surface 27 to be tested there are physical conditions, the value or values of which depend on the surface to be tested. These values can be measured.

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. Fig. 3 shows a longitudinal section through the test apparatus 20. The measuring roller 22 is attached to the axis 21 such that the measuring roller 22 is rotatably mounted. The rotatable position tion is realized in the present example with the help of a Kugella gers 30 .

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 33 angedeutet. Die Drosselstelle kann auch als verstellbares Element ausgebildet sein.In the direction of arrow 31 , compressed air can reach the air duct 23 , the supply duct 24 and the distributor chamber 25 to the measuring nozzle 26 from a compressed air generating device, not shown, via a throttle point. The physical conditions at the outlet of the measuring nozzle 26 can be described by the pressure detection in the air duct 23 . For this purpose, a pressure measuring device can be connected via a measuring channel 32 . The throttle point is indicated in the air duct 23 with a constriction 33 . The throttle point can also be designed as an adjustable element.

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.In FIG. 4, the test apparatus is shown schematically and in perspective 20 to show that the measuring nozzles are distributed helically on the outer peripheral surface 26 of the measuring roller 22nd The helical distribution of the measuring nozzles 26 achieves detection of measuring points which originate from different areas of the test object. It is thus possible to record measuring points that are distributed over the width of the test object.

Bei einem Verfahren zur Prüfung von Oberflächenrauhigkeit eines bewegten Prüfgegenstandes (17) wird eine pneumatische Prüfvorrichtung (10) eingesetzt. Durch die Prüfvorrichtung (10) wird ein Luftstrom über eine Meßdüse (15) eines Meßkop fes auf eine vor einer Abtastfläche (18) des Meßkopfes ange ordnete, zu untersuchende Oberfläche (16) des Prüfgegenstan des (17) geleitet, und die sich zwischen der Oberfläche (16) und der Abtastfläche (18) des Meßkopfes einstellenden Aus strömungsparameter gemessen. Die Abtastfläche (18) des Meß kopfes wird bei der Prüfung der Oberflächenrauhigkeit mit einer Geschwindigkeit über die zu prüfende Oberfläche (16) bewegt, die im wesentlichen der Geschwindigkeit des Prüfge genstandes (17) entspricht. Daher ist einerseits eine Unter brechung der Bewegung des Prüfgegenstandes bei der Prüfung der Oberflächenrauhigkeit nicht mehr notwendig und anderer seits wird ein Verschleiß des Meßkopfes reduziert bzw. seine Lebensdauer wird erhöht.A pneumatic test device ( 10 ) is used in a method for testing the surface roughness of a moving test object ( 17 ). Through the test device ( 10 ), an air stream is passed through a measuring nozzle ( 15 ) of a measuring head to a surface in front of a scanning surface ( 18 ) of the measuring head, to be examined surface ( 16 ) of the test object ( 17 ), and which is between the Surface ( 16 ) and the scanning surface ( 18 ) of the measuring head adjusting flow parameters measured. The scanning surface ( 18 ) of the measuring head is moved during the test of the surface roughness at a speed over the surface to be tested ( 16 ) which essentially corresponds to the speed of the test object ( 17 ). Therefore on the one hand an interruption of the movement of the test object when checking the surface roughness is no longer necessary and on the other hand wear of the measuring head is reduced or its service life is increased.

Claims

1. Method for testing surface roughness of a moving test object ( 17 ; 28 )
with the help of a pneumatically working test device ( 10 ; 20 )
through which an air stream is passed through a measuring nozzle ( 15 ; 26 ) of a measuring head onto a surface ( 16 ; 27 ) of the test object ( 17 ; 28 ) arranged in front of a scanning surface ( 18 ; 29 ) of the measuring head, and which is passed between the surface ( 16 ; 27 ) and the scanning surface ( 18 ) of the measuring head setting outflow parameters are measured and compared with a reference value or reference values,
characterized,
that the scanning surface ( 18 ; 29 ) of the measuring head is moved during the test of the surface roughness with a speed over the surface to be tested ( 16 ; 27 ) which corresponds essentially to the speed of the test object ( 17 ; 28 ).

2. The method according to claim 1, characterized in that an arched scanning surface ( 18 ; 29 ) of the measuring head on the surface to be tested ( 16 ; 27 ) is pressed.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the scanning surface ( 18 ; 29 ) of the measuring head is formed by the outer circumferential surface of a measuring roller ( 12 ; 22 ) which is about a transverse to the direction of movement of the test object ( 17 ; 28 ) arranged axis ( 11 ; 21 ) is rotatably mounted bar.

4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that surfaces of moving, preferably flexible belts or the like, such as grinding belts, roughened conveyor belts, belts of belt drives, can be tested with the aid of the test device ( 10 ; 20 ).

5. Apparatus for carrying out the method according to one of the preceding claims with the aid of a test device ( 10 ; 20 ) which has a measuring nozzle arranged on a measuring head ( 15 ; 26 ) for directing an air stream onto a surface to be examined ( 16 ; 27 ) of the test object ( 17 ; 28 ) and at least one measuring device for measuring flow parameters between the surface ( 16 ; 27 ) and a scanning surface ( 18 ; 29 ) of the measuring head, characterized in that the measuring head is designed in such a way that it is connected to the Surface ( 16 ; 27 ) of the test object ( 17 ; 28 ) before preferably at about the speed of the test object ( 17 ; 28 ) is movable.

6. The device according to claim 5, characterized in that the measuring head is designed as a measuring roller ( 12 ; 22 ) which is rotatably mounted about a central axis ( 11 ; 21 ) arranged transversely to the direction of movement of the test object ( 17 ; 28 ).

7. Apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that a plurality of measuring nozzles ( 15 ; 26 ) are provided on the measuring head.

8. Device according to one of claims 5 to 7, characterized in that the measuring nozzles ( 15 ; 26 ) on the outer circumferential surface of the measuring roller ( 12 ; 22 ) are arranged helically.