DE19702950C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Schichtdicke an zylindrischen Kleinteilen - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Schichtdicke an zylindrischen KleinteilenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der
Schichtdicke an beschichteten, im wesentlichen zylindri
schen Kleinteilen, indem eine nach dem magnetinduktiven
oder Wirbelstrom-Meßverfahren arbeitende Meßsonde mit
einer vorbestimmten Meßstelle an dem Kleinteil in takti
len Kontakt gebracht wird.
Weiterhin bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung
zum Messen der Schichtdicke am Umfang oder an der Stirn
fläche beschichteter, zylindrischer Kleinteile mit einer
nach dem magnetinduktiven oder Wirbelstrom-Verfahren
arbeitenden Meßsonde mit Meßkopf, bestehend aus einem
Meßtisch mit einem die Meßsonde positionierenden Halter
und einer Aufnahme zum Führen des Kleinteils und Ausrich
ten einer vorbestimmten Meßstelle an demselben auf den
Meßkopf.
Zylindrische Kleinteile, wie Schrauben, Nieten, Paßstifte
etc., bestehen in der Regel aus einem ferromagnetischen
Werkstoff. Für bestimmte Einsatzzwecke müssen diese
Kleinteile beschichtet werden, um sie beispielsweise vor
Korrosion zu schützen. Diese Beschichtungen wiederum
bestehen häufig aus nicht-magnetischen oder organischen
Werkstoffen. Für die Wirksamkeit der Beschichtung und
deren Qualität ist vornehmlich die Schichtdicke maßgeb
lich. Soweit es sich um genormte Konstruktionselemente
handelt, beispielsweise Schrauben, ist auch die Dicke der
Beschichtung mit einer entsprechenden Toleranz vorge
schrieben.
Zur Qualitätskontrolle reicht eine optische Prüfung der
Beschichtung nicht aus, vielmehr muß die aktuelle
Schichtdicke geprüft werden. Hierzu ist es beispielsweise
notwendig, aus einer Charge, die in einem einzigen Vor
gang beschichtet worden ist, eine größere Anzahl von
Kleinteilen auf die Einhaltung der Schichtdicke bzw. der
Dickentoleranz mittels üblicher Qualitätsregelkarten zu
überprüfen.
Für die Schichtdickenmessung bieten sich die bekannten
Meßverfahren nach dem magnetinduktiven oder dem Wirbel
strom-Prinzip an. In beiden Fällen handelt es sich um
berührende Messverfahren mittels einer auf das zu vermes
sende Teil aufzusetzenden Meßsonde. Im ersten Fall wird
durch den Erregerstrom ein niederfrequentes, im zweiten
Fall ein hochfrequentes Magnetfeld erzeugt. Der durch die
Schicht auf dem Substrat gebildete Abstand zwischen dem
Meßpol der Meßsonde und dem Substrat beeinflußt im ersten
Fall die Stärke des Magnetfeldes zwischen diesen, im
zweiten Fall die Stärke der im Substrat induzierten
Wirbelströme. Die Abweichung gegenüber dem Feld bei einem
nicht-beschichteten Substrat ergibt ein Maß für die
Schichtdicke.
Der Meßpol der Meßsonde weist eine sphärische Oberfläche,
meist in Form einer Kugel, auf, die auf das Meßgut aufge
setzt wird, so daß eine gleichsam punktförmige Berührung
gegeben ist. Das induzierte Feld hingegen besitzt eine
räumliche Ausdehnung, so daß bei kleiner Fläche am Meßgut
die Ausdehnung des Meßfeldes unter Umständen ein Mehr
faches beträgt. Die dadurch auftretenden Fehler lassen
sich zwar durch aufwendiges Kalibrieren eliminieren, was
gleichwohl stets ein sehr exaktes Aufsetzen des Meßpols
auf das Meßgut voraussetzt. Es kommen deshalb für das
Vermessen von Kleinteilen, beispielsweise für Schrauben
bis M1.6, nur Sonden mit hinreichend kleiner Bauform in
Frage. Dabei bleibt die Forderung bestehen, daß die Sonde
bzw. der Meßpol sehr exakt aufgesetzt werden muß. Dies
ist bei Kleinteilen schon deshalb problematisch, weil
ihre Handhabung aufgrund der geringen Baugröße sehr
erschwert ist. Hinzukommt, daß die Schichtdicke einer
seits auf vorgegebenen Teilbereichen der Meßfläche,
andererseits auf sehr kleinen Teilflächen, z. B. auf dem
Stirnflächenrand einer Innensechskantschraube, gemessen
werden muß. Bei einer rein manuellen Messung kommt es
zwangsläufig zu Fehlern bzw. sind Wiederholungsmessungen
erforderlich, was mit entsprechendem Zeitaufwand verbun
den ist. Auch leidet die Reproduzierbarkeit der Meßwerte,
weil bei einer manuellen Messung nicht sichergestellt
werden kann, daß stets an der gleichen Berührungsstelle
gemessen wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren
und eine Vorrichtung zur Messung der Schichtdicke an
zylindrischen Kleinteilen vorzuschlagen, die im Rahmen
der betrieblichen Qualitätskontrolle eine schnelle Prü
fung größerer Stückzahlen unter stets gleichbleibenden
Meßbedingungen gestatten.
Ausgehend von dem eingangs genannten Verfahren wird diese
Aufgabe dadurch gelöst, daß die Meßsonde in einem Halter
fest positioniert und das Kleinteil in einem zumindest
die Meßstelle exponierenden und diese gegenüber der
Meßsonde positionierenden Adapter eingesetzt wird, und
daß die Meßsonde und das Kleinteil in dem Adapter zwangs
geführt bis zum Kontakt von Meßsonde und Meßstelle rela
tiv zueinander bewegt werden.
Durch eine feste Positionierung eines der beiden Teile,
vorzugsweise der Meßsonde, wird sichergestellt, daß der
Sondenkopf bzw. der Meßpol eine definierte örtliche Lage
einnimmt. Durch die Verwendung eines Adapters, in den das
zu vermessende Kleinteil eingesetzt wird und der selbst
eine größere Bauform aufweisen kann als das Kleinteil,
läßt sich dieses mit dem Adapter leichter handhaben und
definiert zuführen. Dabei wird das Kleinteil so in den
Adapter eingesetzt, daß zumindest die Meßstelle exponiert
und gegenüber der Meßsonde positioniert werden kann.
Durch eine zwangsgeführte Bewegung des Adapters mit
eingesetztem Kleinteil kann die exponierte Meßstelle des
Kleinteils in einen definierten Kontakt mit der Meßsonde
gebracht werden. Damit ist sichergestellt, daß die
Schichtdicke tatsächlich an der vorbestimmten Meßstelle,
z. B. am Umfang oder an der Stirnfläche oder auch nur in
Teilbereichen derselben, gemessen wird. Durch das lose
Einsetzen der Kleinteile in den Adapter lassen sich
größere Stückzahlen in kurzer Zeit vermessen, was zur
Führung einer Qualitätsregelkarte unabdingbar ist.
Die Anzeige für eine korrekte Durchführung der Messung,
wie auch die Auswertung der Meßergebnisse, deren sta
tistische Schwankung und/oder der Toleranzen der
Schichtdicke kann mit Betriebsprogrammen erfolgen, die
für diese Meßverfahren bekannt sind.
In bevorzugter Ausführung ist vorgesehen, daß die Meßson
de in der Aufnahme federnd gegen einen Anschlag positio
niert wird. Durch die Feder und den Anschlag ist zunächst
gewährleistet, daß die Meßsonde bzw. der Meßpol stets
eine definierte Ausgangsposition einnimmt. Weiterhin
sorgt die Feder für einen stets gleichen und ausreichend
großen Andruck des Meßpols am Meßgut. Schließlich verhin
dert die Feder einen zu starken Aufprall des Meßgutes
beim Heranführen des Adapters und damit eine zu hohe
Drucklast an der Meßstelle, die einerseits die zu messen
de Schicht verformen und damit zu Meßfehlern führen,
andererseits die Meßsonde beschädigen könnte.
Zur Messung der Schichtdicke an der Mantelfläche des
Kleinteils wird dieses mit seiner Achse senkrecht zur
Achse der Meßsonde in den Adapter eingesetzt und von
diesem an seinem Umfang mit einem Zentriwinkel kleiner
360° erfaßt, so daß im verbleibenden Sektor die Meßstelle
exponiert wird. In diesem Fall wird der Adapter bis zum
Kontakt von Meßpole und Meßstelle zwangsgeführt achs
parallel zur Meßsonde bewegt.
Soll hingegen die Schichtdicke an einer Stirnfläche
gemessen werden, so wird das Kleinteil mit seiner Achse
in Richtung der Achse der Meßsonde in den Adapter einge
setzt und dieser vor oder nach dem Einsetzen gegenüber
der Meßsonde fest positioniert, während das Kleinteil in
dem Adapter gegen die Meßsonde axial verschoben wird.
Dabei wird das Kleinteil während des Verschiebens in dem
Adapter an seinem Umfang geführt.
Befindet sich die Meßstelle an der Stirnfläche des Klein
teils außerhalb dessen Zentrums, ist sie also außermittig
angeordnet, so wird das Kleinteil in dem Adapter mit
einem entsprechenden Achsversatz gegenüber der Meßsonde
geführt. Dieses Verfahren wird beispielsweise bei Innen
sechskantschrauben angewendet.
Weisen die Kleinteile auf der Stirnfläche einen durchge
henden Schlitz (Schlitzkopfschrauben, Madenschrauben)
oder sich kreuzende Schlitze (Kreuzschlitzschrauben) auf,
so liegt die Meßstelle außerhalb des Schlitzes bzw. der
Schlitze auf der Stirnfläche. In diesem Fall muß das
Kleinteil im Adapter so positioniert werden, daß es nicht
mit dem Schlitz auf die Meßsonde trifft, sondern mit der
außermittigen Meßstelle. In diesem Fall dient der Schlitz
selbst zur Positionierung des Kleinteils im Adapter,
wobei durch diese Positionierung sichergestellt wird, daß
die Meßsonde mit dem Meßgut nur dann Kontakt erhält, wenn
die Berührungsstelle außerhalb des Schlitzes auf der
Stirnfläche liegt.
Eine zur Lösung der Erfindungsaufgabe geeignete Vorrich
tung besteht in bekannter Weise aus einem Meßtisch mit
einem die Meßsonde mit Meßpol positionierenden Halter und
einer Aufnahme zum Führen des Kleinteils und Ausrichten
einer vorbestimmten Meßstelle an demselben auf den Meß
pol. Für den Fall der Messung der Schichtdicke am Umfang
des Kleinteils zeichnet sich eine solche Vorrichtung
erfindungsgemäß dadurch aus, daß die Aufnahme als Adapter
ausgebildet ist, der wenigstens eine das Kleinteil auf
dem größten Teil seines Mantels führende und auf dem
restlichen Teil des Mantels die Meßstelle exponierende
Vertiefung mit einer zur Meßsonde senkrechten Achse
aufweist, und daß der Adapter auf dem Meßtisch parallel
zur Achse der Meßsonde führbar ist, um die Meßstelle mit
dem Meßpol in Kontakt zu bringen.
Dabei ist die Ausbildung vorzugsweise so getroffen, daß
der Adapter mehrere zylindrische Vertiefungen mit paral
lelen Achsen und unterschiedlichen Querschnitten zur
Aufnahme von Kleinteilen unterschiedlicher Querschnitte
aufweist.
Mit dieser Ausführungsform ist es möglich, mit demselben
Adapter zylindrische Kleinteile verschiedenen Durchmes
sers zu vermessen. Je nach Baugröße des Adapters und
Querschnitt bzw. Durchmesser der Kleinteile können an
demselben Adapter drei oder vier Vertiefungen verwirk
licht sein, so daß durch einfaches Verdrehen des Adapters
um jeweils 90° Kleinteile unterschiedlichen Querschnitts
positioniert und die Meßstellung verbracht werden können.
Um den Adapter bezüglich der Meßsonde einwandfrei zu
führen, kann der Adapter an seiner der Vertiefung abge
kehrten Seite einen zentrischen Führungszapfen aufweisen,
mit dem er in einer Schlitzführung des Meßtischs ver
schiebbar ist.
Vorzugsweise ist der Führungszapfen als Mehrkant
ausgebildet und sind je zwei gegenüberliegende Flächen
als Führungsflächen einer der Vertiefungen im Adapter
zugeordnet, so daß auch beim Ausmessen von Kleinteilen
unterschiedlichen Durchmessers, die in entsprechend
verschiedene Vertiefungen des Adapters eingesetzt werden,
stets gewährleistet ist, daß die vom Adapter exponierte
Meßstelle in definierten Kontakt mit der Meßsonde kommt.
Für die Messung der Schichtdicke an der Stirnfläche weist
der Adapter eine auf die Achse der Meßsonde ausgerichtete
und die Meßstelle exponierende Führung für das Kleinteil
auf. Ferner ist der Adapter seinerseits an senkrechten
Führungen des Meßtischs auswechselbar geführt. Dabei wird
vorteilhafterweise so vorgegangen, daß zunächst der
Adapter mit der auf das Kleinteil abgestimmten zylindri
schen Führung in die senkrechten Führungen des Meßtischs
eingesetzt und bezüglich der Meßsonde positioniert wird,
indem der Adapter beispielsweise gegen einen Anschlag
oder gegen den Meßtisch selbst anläuft. Anschließend wird
das Kleinteil in die zylindrische Führung am Adapter
eingesetzt und in dieser verschoben, bis seine Stirnflä
che Kontakt mit dem Meßpol erhält. Ist die Stirnfläche
über ihre gesamte Ausdehnung eben, so ist die Führung für
das Kleinteil nur so zu positionieren, daß eine beliebige
Stelle der Stirnfläche mit dem Meßpol in Kontakt kommt.
Muß hingegen die Schichtdicke an einer zur Achse des
Kleinteils exzentrischen Stelle der Stirnfläche ge
prüft werden, so ist die Achse der zylindrischen Führung
gegenüber der Achse der Meßsonde um die Exzentrizität der
Meßstelle versetzt. Dies gilt beispielsweise für Klein
teile mit einer zentrischen Vertiefung, wie Innensechs
kantschrauben od. dgl.
Ist hingegen das zylindrische Kleinteil auf seiner Stirn
fläche mit einem durchgehenden Schlitz versehen, wie dies
z. B. bei einer Schlitzkopfschraube der Fall ist, so
befindet sich die Meßstelle außerhalb des Schlitzes auf
einer der beiden Segmente der Stirnfläche. In diesem Fall
weist der Adapter an seiner die Meßstelle exponierenden
Seite eine Positionierhilfe auf, die beim Verschieben des
Kleinteils in der Führung des Adapters in den Schlitz
eingreift derart, daß die Meßstelle auf die Meßsonde
ausgerichtet ist.
Vorzugsweise ist der Adapter in der ihn aufnehmenden
senkrechten Führung drehbar, um die Positionierhilfe
vor Beginn einer Meßserie ausrichten zu können.
In diesem Fall ist weiterhin von Vorteil, wenn zur Auf
nahme des zylindrischen Kleinteils ein deren Stirnfläche
exponierender, zylindrischer Aufnahmedorn vorgesehen ist,
der in die Führung am Adapter bis zum Kontakt der Stirn
fläche mit dem Meßkopf einschiebbar ist. Der Aufnahmedorn
vergrößert einerseits die Angriffsfläche für die Hand des
Benutzers, so daß das Kleinteil in der Führung problemlos
manuell verschoben werden kann. Zum anderen kann das
Kleinteil mit dem Aufnahmedorn verdreht werden, bis der
Schlitz der Schlitzkopfschraube über die Positionierhilfe
greift und danach der Meßpol an geeigneter Meßstelle
aufsitzt.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von in der Zeichnung
wiedergegebenen Ausführungsbeispielen beschrieben. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer
Ausführungsform der Vorrichtung unter
schematischer Wiedergabe des Funk
tionsablaufs;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht auf die
Unterseite des in Fig. 1 gezeigten
Adapters für die Messung am Umfang;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer
Innensechskantschraube in Meßposi
tion;
Fig. 4 einen axialen Teilschnitt des Halters
und Adapters der Vorrichtung für die
Messung an Innensechskantschrauben
gemäß Fig. 3;
Fig. 5 einen gegenüber der Fig. 4 um 90°
versetzten Schnitt;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht einer
Schlitzkopfschraube mit Meßsonde in
der Meßposition;
Fig. 7 eine perspektivische Ansicht des
Adapters der Vorrichtung zur Messung
an Schlitzkopfschrauben gemäß Fig. 6
und
Fig. 8 einen Axialschnitt des Adapters gemäß
Fig. 7.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung weist einen Meßtisch
1 auf, auf dessen Oberfläche ein Halter 2 fest montiert
ist. Der Halter 2 weist eine zylindrische Bohrung 3 auf,
in die eine nach dem magnetinduktiven oder Wirbelstrom-
Meßverfahren arbeitende Meßsonde 4 eingesetzt ist, deren
Meßpol 5 die vordere Stirnseite 6 des blockförmigen
Halters um einige Zehntel Millimeter überragt. Die Meß
sonde 4 sitzt in einer Führungshülse 7, die von hinten in
die Führungsbohrung 3 am Halter 2 eingesetzt und mittels
einer Spannschraube 8 festgeklemmt ist. In der Führungs
hülse 7 ist der Meßpol 5 präzise gelagert und axial gegen
eine Federkraft verschiebbar, um beim Heranführen des
Meßgutes an den Meßpol ein federndes Ausweichen zu ermög
lichen.
Unmittelbar vor dem Halter 2 sind symmetrisch zur Füh
rungsbohrung 3 zwei vertikale Führungsstifte 9 auf dem
Meßtisch 1 befestigt. Ferner weist der Meßtisch 1 in
seinem Bereich vor dem Halter 2 eine lineare Führung 10
auf, deren Längsachse parallel zur Achse der Führungsboh
rung 3 bzw. der Meßsonde 4 verläuft und die gegenüber der
Führungsbohrung ausgemittet ist.
Zu der Vorrichtung gehören ferner mehrere Adapter 11, 12
und 13, die zur Aufnahme von zylindrischen Kleinteilen
14, z. B. Schrauben, dienen, welche aus einem in der Regel
ferromagnetischen Material bestehen und außenseitig
beschichtet, z. B. mit einem metallischen oder nichtme
tallischen Überzug versehen sind.
Der in Fig. 1 gezeigte Adapter 11 dient zur Messung der
Schichtdicke am Mantel des zylindrischen Kleinteils bzw.
im konkreten Fall am Mantel des Schraubenkopfs 15. Zu
diesem Zweck weist der Adapter 11 wenigstens eine Vertie
fung 16 in Form einer zylindrischen Bohrung auf, in die
das Kleinteil 14 bzw. der Schraubenkopf 15 eingesetzt
wird. Die Führung 16 umfaßt den Schraubenkopf 15 auf dem
größten Teil seines Umfangs. Auf dem restlichen Teil
weist der Adapter 11 ein Fenster 17 auf, durch den ein
die Meßstelle bildender Bereich am Mantel des Schrauben
kopfs 15 exponiert wird.
Beim gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Adapter 11
zwei weitere zylindrische Vertiefungen 18 und 19 mit
jeweils einem schmalen Fenster auf. Die Vertiefungen 16,
18 und 19 besitzen unterschiedliche Durchmesser zur
Aufnahme von Kleinteilen verschiedenen Durchmessers. Sie
sind um jeweils 90° versetzt angeordnet. Die Vertiefungen
am Adapter können natürlich auch einen von der Kreisform
abweichenden Querschnitt, z. B. zur Aufnahme des Kopfs von
Mehrkantschrauben, aufweisen.
Der Adapter 11 weist auf seiner Unterseite einen Füh
rungszapfen 20 auf, der beim gezeigten Ausführungsbei
spiel als quadratische Platte ausgebildet ist, die je
weils einander gegenüberliegende Führungsflächen 21
bzw. 22 aufweist. Die Kantenlänge des Führungszapfens ist
auf die Breite der Führung 10 im Tisch 1 der Vorrichtung
abgestimmt, so daß je nach Ausrichtung der Vertiefungen
16, 18 oder 19 das eine oder andere Paar der Führungs
flächen 21 oder 22 die Führungsaufgabe übernimmt. Zur
Stabilisierung der Führungsbewegung des Adapters 11 auf
dem Meßtisch 1 kann zusätzlich zu dem Führungszapfen 20
ein einschraubbarer Kopf 23 vorgesehen sein, der auf dem
Boden 24 der Führung 10 läuft.
Der Adapter 12 dient zur Messung der Schichtdicke an der
Stirnfläche 25 des Kleinteils 14 z. B. des Schraubenkopfs
15 einer Rundkopf- oder Innenmehrkantschraube. Er weist
zu diesem Zweck eine zylindrische Bohrung 26 auf, in der
der Schraubenkopf 15 gleitend verschiebbar ist. Der
Adapter 12 besitzt ferner eine Umfangsnut 27, mittels der
er zwischen den Führungsstiften 9 am Meßtisch 1 klemmend,
aber drehbar einsetzbar ist.
Während der Adapter 12 für Kleinteile größeren Durchmes
sers, die sich problemlos zwischen den Fingern halten
lassen, bestimmt ist, dient der Adapter 13 zur Aufnahme
von Kleinteilen 14 kleineren Durchmessers, die sich nur
schwer handhaben lassen. Der Adapter 13 ist wiederum mit
einer Umfangsnut 28 zur Führung auf den Stiften 9 verse
hen und weist eine Verlängerung 29 auf. Der gesamte
Adapter 13 wird von einer Führungsbohrung 30 durchsetzt,
die einen zylindrischen Aufnahmedorn 31 größeren Durch
messers für Kleinteile 14 kleineren Durchmessers besitzt.
Nachfolgend ist die Betriebsweise beim Messen der
Schichtdicke am Umfang beschrieben:
Wie in Fig. 1 angedeutet, wird das zylindrische Klein
teil 14, z. B. eine Schraube, mit dem Schraubenkopf 15 in
die passende zylindrische Vertiefung 16 des Adapters 11
von oben eingesetzt. Der Adapter wird zuvor oder an
schließend in die Führung 10 eingeschoben. Dabei ist das
Fenster 17, an der der Mantel des Schraubenkopfs expo
niert ist, durch die Führungsflächen 21 bzw. 22 am Füh
rungszapfen 20 auf den Meßkopf 15 der Meßsonde 4 ausge
richtet. Der Adapter 11 wird bis vor die Meßsonde ver
schoben, wobei er zwischen die Führungsstifte 9 ein
greift. Der Schraubenkopf 15 erreicht schließlich mit
seinem Umfang den Meßpol 5, der in die Führungsbohrung 3
federnd zurückweichen kann, so daß das Meßgut nicht hart
aufläuft. Andererseits wird durch den Federdruck ein
definierter Andruck des Meßpols 5 an dem Mantel des
Schraubenkopfs 15 gewährleistet. Die Schichtdicke wird
dann in herkömmlicher Weise über ein magnetinduktives
oder ein Wirbelstromfeld gemessen. Die Meßwerte einer
größeren Anzahl von Schrauben werden statistisch ausge
wertet. Fallen die Kennwerte außerhalb der Toleranz, kann
die entsprechende Charge aus der die Stichprobe stammt,
oder auch das einzelne Kleinteil ausgeschieden werden.
In den Fig. 3 bis 5 ist die Vorgehensweise beim Messen
an der Stirnfläche von Kleinteilen in Form von Innen
sechskantschrauben beschrieben. Der Schraubenkopf 32
weist in diesem Fall eine Vertiefung 33 mit polygonalem
Querschnitt auf. Die Stirnfläche 34 wird in diesem Fall
also von einer im wesentlichen ringförmigen Fläche gebil
det, an der die Schichtdicke, wie mit dem Meßpol 5 in
Fig. 3 angedeutet, gemessen werden soll. Zu diesem Zweck
ist die Führungsbohrung 26 im Adapter 12 (Fig. 4) mit
ihrer Achse 35 gegenüber der Achse 36 der Meßsonde bzw.
des Meßpols 5 um die Exzentrizität der Stirnfläche gegen
über der Achse des Kleinteils 14 versetzt. Die in die
Führungsbohrung 26 des Adapters 12 eingeschobene Innen
sechskantschraube wird auf diese Weise derart positio
niert, daß sie mit ihrer ringförmigen Stirnfläche 34 auf
den Meßkopf 5 auftrifft. Um einen definierten Abstand des
Adapters 12 von der vorderen Stirnfläche des Halters 2 zu
garantieren, kann eine Kalibrierfolie 37 dienen, die
zwischen die beiden Teile eingefügt wird.
Der Adapter 13 gemäß Fig. 1 dient nicht nur zur Aufnahme
von Kleinteilen 14 sehr kleinen Durchmessers oder kurzer
Länge sondern beispielsweise auch zur Aufnahme von
Schlitzschrauben. Eine solche ist in Fig. 7 gezeigt. Sie
weist einen Schraubenkopf 38 auf, der auf seiner Stirn
fläche 39 einen Querschlitz 37 besitzt. In diesem Fall
muß der Schraubenkopf 38 so an den Meßpol 5 herangeführt
werden, daß die Schichtdicke auf den außerhalb des
Schlitzes liegenden Segmenten der Stirnfläche 40 erfolgt.
Zu diesem Zweck ist eine Positionierhilfe 39 vorgesehen,
die an dem Adapter 13 unmittelbar vor der vorderen Mün
dung der Führungsbohrung 30 angeordnet ist (Fig. 7 und
8). Die Positionierhilfe 40 wird in diesem Fall von einem
Federdraht 41 gebildet, der zentrisch vor der Öffnung der
Führungsbohrung 30 liegt und in den Adapter 13 eingesetzt
ist. Die Schlitzkopfschraube wird, wie Fig. 7 zeigt, von
vorne in den Aufnahmedorn 31 eingesetzt, in welchem sie
einem mässig satten Sitz erhält. Der Aufnahmedorn 31 wird
daraufhin von hinten in die Führungsbohrung 30 des Adap
ters 13 eingeschoben. Wenn nötig, wird der Aufnahmedorn
31 solange verdreht, bis der Schlitz 37 in den Federdraht
41 einrastet. In dieser Position liegen die Segmente der
vorderen Stirnfläche 39 des Schraubenkopfs 38 und damit
die Meßstelle vor dem Federdraht und kann diese mit dem
Meßpol 5 in Berührung gebracht werden.
Claims (19)
1. Verfahren zum Messen der Schichtdicke an beschichte
ten, im wesentlichen zylindrischen Kleinteilen,
indem eine nach dem magnetinduktiven oder Wirbel
strom-Meßverfahren arbeitende Meßsonde mit einer
vorbestimmten Meßstelle an dem Kleinteil in taktilen
Kontakt gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß
die Meßsonde in einem Halter positioniert und das
Kleinteil in einem zumindest die Meßstelle exponie
renden und diese gegenüber der Meßsonde positionie
renden Adapter eingesetzt wird, und daß die Meßsonde
und das Kleinteil in dem Adapter zwangsgeführt bis
zum Kontakt von Meßsonde und Meßstelle relativ
zueinander bewegt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Meßsonde in der Aufnahme federnd gegen
einen Anschlag positioniert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Messung der Schichtdicke an der Mantel
fläche des Kleinteils dieses mit seiner Achse senk
recht zur Achse der Meßsonde in den Adapter einge
setzt und von diesem an seinem Mantel mit einem
Zentriwinkel kleiner 360° unter Exponierung der
Meßstelle umfaßt wird und der Adapter bis zum Kon
takt von Meßsonde und Kleinteil zwangsgeführt achs
parallel zur Meßsonde bewegt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß zur Messung der Schichtdicke an einer
Stirnfläche des Kleinteils dieses mit seiner Achse
in Richtung der Achse der Meßsonde in den Adapter
eingesetzt wird, der Adapter zuvor oder danach
gegenüber der Meßsonde fest positioniert und das
Kleinteil in dem Adapter gegen die Meßsonde axial
verschoben wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Kleinteil während des Verschiebens in dem
Adapter an seinem Umfang geführt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn
zeichnet, daß bei einer außermittigen Meßstelle an
der Stirnfläche des Kleinteils dieses in dem Adapter
mit einem entsprechenden Versatz gegenüber der Achse
der Meßsonde geführt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß bei Kleinteilen mit einem durchgehenden Schlitz
auf der Stirnfläche und außerhalb des Schlitzes
liegender Meßstelle das Kleinteil in dem Adapter
mittels des Schlitzes positioniert und dadurch die
Meßstelle auf die Meßsonde ausgerichtet wird.
8. Vorrichtung zum Messen der Schichtdicke am Mantel
beschichteter, zylindrischer Kleinteile (14) mit
einer nach dem magnetinduktiven oder Wirbelstrom-
Verfahren arbeitenden Meßsonde (4), bestehend aus
einem Meßtisch (1) mit einem die Meßsonde (4) mit
Meßpol (5) positionierenden Halter (2) und einer
Aufnahme zum Führen des Kleinteils und Ausrichten
einer vorbestimmten Meßstelle am Mantel desselben
auf den Meßpol, dadurch gekennzeichnet, daß die
Aufnahme als Adapter (11) ausgebildet ist, der
wenigstens eine das Kleinteil (14) auf dem größten
Teil seines Mantels führende und auf dem restlichen
Teil die Meßstelle exponierende Vertiefung (16, 18,
19) mit einer zur Meßsonde (4) senkrechten Achse
aufweist, und daß der Adapter auf dem Meßtisch (1)
parallel zur Achse der Meßsonde verschiebbar geführt
ist, um die Meßstelle mit dem Meßpol in Kontakt zu
bringen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Adapter (11) mehrere zylindrische Vertiefun
gen (16, 18, 19) mit parallelen Achsen und unter
schiedlichen Querschnitten zur Aufnahme von Klein
teilen (14) unterschiedlicher Querschnitte aufweist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Adapter (11) an seiner den Vertie
fungen (16, 18, 19) abgekehrten Seite einen zentri
schen Führungszapfen (20) aufweist, mit dem er in
einer Schlitzführung (10) des Meßtischs (1) ver
schiebbar ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Führungszapfen (20) als Mehrkant mit je zwei
einander gegenüberliegenden einer der Vertiefungen
(16, 18, 19) zugeordneten Führungsflächen (21, 22)
ausgebildet ist.
12. Vorrichtung zum Messen der Schichtdicke an der
Stirnfläche (25, 34, 39) beschichteter, zylindri
scher Kleinteile (14) mit einer nach dem magnetin
duktiven oder Wirbelstrom-Verfahren arbeitenden
Meßsonde (4) mit Meßpol (5) bestehend aus einem
Meßtisch (1) mit einem die Meßsonde (4) positionie
renden Halter (2) und einer Aufnahme zum Führen des
Kleinteils und Ausrichten einer vorbestimmten Meß
stelle an demselben auf den Meßpol, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Aufnahme als Adapter (12, 13)
ausgebildet ist, der eine auf die Achse (35) der
Meßsonde (4) ausgerichtete und die Meßstelle expo
nierende zylindrische Führung (26, 30) für das darin
axial bewegliche Kleinteil (14) aufweist und seiner
seits an senkrechten Führungen (9) des Meßtischs (1)
auswechselbar geführt ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich
net, daß mehrere Adapter (12, 13) mit Führungen (26)
unterschiedlichen Querschnittes für Kleinteile (14)
verschiedenen Querschnittes vorgesehen sind.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13 für zylindri
sche Kleinteile mit einer zu deren Achse exzentri
schen Meßstelle an der Stirnfläche (34), dadurch
gekennzeichnet, daß die Achse (35) der zylindrischen
Führung (26) gegenüber der Achse (36) der Meßsonde
(4) um die Exzentrizität der Meßstelle versetzt ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14 für
zylindrische Kleinteile (14) mit einem durchgehenden
Schlitz (37) auf der Stirnfläche (38) und einer
Meßstelle außerhalb des Schlitzes, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Adapter (13) an seiner die Meß
stelle exponierenden Seite eine Positionierhilfe
(40) aufweist, die beim Verschieben und Verdrehen
des Kleinteils in der Führung (30) des Adapters (13)
in den Schlitz (37) eingreift, derart, daß die Meß
stelle auf den Meßpol (5) ausgerichtet ist.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des zylin
drischen Kleinteils (14) ein deren Stirnfläche (38)
exponierender, zylindrischer Aufnahmedorn (31)
vorgesehen ist, der in die Führung (30) am Adapter
(13) bis zum Kontakt der Stirnfläche mit dem Meßpol
(5) einschiebbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Positionierhilfe (40) sich ein
über die zylindrische Führung (30) unmittelbar vor
deren der Meßsonde (4) zugekehrten Öffnung er
streckender Draht (41) ist.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß der Adapter (13) an den
ihn aufnehmenden senkrechten Führungen (9) zum
Ausrichten der Meßstelle auf die Meßsonde (4) dreh
bar ist.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßsonde (4) in
einer am Halter (2) festsetzbaren Führungshülse (7)
angeordnet und mittels einer Feder gegen einen
Anschlag positioniert ist und bei Anlaufen der
Meßstelle an dem Kleinteil gegen den Meßpol (5)
entgegen der Federkraft ausweicht.
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