DE2135197C3 - Vorrichtung zum Messen der Quellung eines Feuchtigkeit aufnehmenden Materials - Google Patents

Description

eier Probe ergibt die Dicke des w messenden Gegenstandes.

Dies? bekannte Vorrichtung eignet sich nur zum Messen eines Gegenstandes in einem stabilen Endzustand. Diese Vorrichtung eignet sich jedoch nicht zum kontinuierlichen Messen der sich über die Zeit ändernden Quellung eines Feuchtigkeit aufnehmenden Materials. Darüber hinaus ist das Meßverfahren mit dieser bekannten Vorrichtung sehr umständlich und zeitraubend und ist dazu noch von der subjektiven Beobachtung der Bedienungsperson abhängig, da die Meßpunkte ausschließlich durch die subjektive Feststellung der Veränderung der Interferenzstreifen bestimmt werden.

Es war daher die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, eine Vorrichtung zum Messen der Quellung eines Feuchtigkeit aufnehmenden Materials zu schaffen, die einfach und rasch zu bedienen ist und sich zum kontinuierlichen Messen der sich in Abhängigkeit von der Zeit ändernden Quellunc bei sich ändernden äußeren Zustandsbedingungen und insbesondere zum dynamischen Messen der Dickenänderung einer Schicht auf einem Iichteinofindliehen Film beim Entwickeln, Waschen und Fixieren eignet.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß der Taster an einem Ende eines zweiarmigen Schwenkhebels gelagert ist. an dessen anderem Ende eil. verstellbares Ausgleichsgewicht zum Ausgleich des Eigengewichtes des Tasters angebracht ist und der über eine Kraftübertragungseirinchtung mit einem kontinuierlich antreibbaren, zahnradartigen Nocken verbunden ist. und daß der Taster für die Aufnahme austauschbarer Gewichte ausgebildet ist.

Wenn der Nocken während des Betriebs der eifindungsgemiüjen Vorrichtuni: kontinuierlich angetrieben wird, wird der Schwenkhebel standig hin- und hereeschwenkt. Diese hin- und hergehende Schwenkbewegung des Schwenkhebels bewirkt eine kontinuierliche, senkrecht verlaufende Auf- und Abbewegiing dos Tasters, welcher mit der zu untersuchenden Probe in direkte Berührung uelangt. Da das Eigengewicht des 'lasteis durch das verstellbare Ausgleichsgewicht vollkommen aufgehoben wird, entspricht die vom Taster auf die zu untersuchende Probe ausgeübte Druckkraft gleich dem Gewicht der am Taster angebrachten, austauschbaren Gewichte.

Da tier Taster der erfindimgsgemäßen Vorrichtung kontinuierlich auf die /u untersuchende Probe abgelenkt und wieder \on ihr abgehoben wird, ist eine kontinuierliche and dynamische Messung der sich kontinuierlich mit der Zeit ändernden Quellung dei Schicht auf einem lichtempfindlichen Film beim Entwickeln. Waschen und Fixieren möglich. Da die aiii die Probe ausgeübte Druck¹ raft des Tasters der erliii'kinusaemaLVen Vorrichtung durch die am lasier angebt achten, austauschbaren Gewichte beliebig eingeteilt werden kann, ist sichergestellt, daß auf der einen Seile die /um Messen erforderliche Druckkraft vorhanden ist und auf der anderen Seite eine Beschädigung. Riefen- und Spurcnbildung in der weichen, /u untersuchenden Probe durch den Tarier ausgeschlossen ist.

Ein besonders einfacher Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dadurch erreicht, daß die Kraitiibertrag'iiigseinrichlung ein Kabelzug ist, dessen Enden mit dem Nocken bzw. mit dem anderen Ende des Schwenkhebels kraftschlüssig verbunden sind.

Eine einfache und zuverlässige Lagerung des Tasters am Schwenkhebel laßt sich dadurch erreichen, daß der Taster zur Lagerung auf dem einen Ende des Schwenkhebels einen Flansch aufweist, an dessen Unterfläche ein auf dem Schwenkhebel angeordnetes Kugellager anliegt.

Im Nachstehenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand von Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

ίο F i g. I eine Seitenansicht der erfindungsgemäöen Vorrichtung,

F i g. 2 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehenen Systems zur Messung der QueHung einer Probe und

F i g. 3 und 4 Diagramme mit der Darstellung des Quellungsgrades einer Probe in Abhängigkeit von der Zeit.

Es wird zunächst auf F i g. 1 Bezug genommen.

so Ein vertikal auf und ab bewegbarer Taster 2 weist an seinem unteren Ende einen Taststift 1 auf, dessen unteres freie Ende mit der Oberfläche des zu messenden Materials, beispielsweise einer weichen Schicht eines Films in Berührung gerächt wird. Das untere freie Ende des Taststiftes 1 ist flach "<der kugelförmig ausgebildet. Der Taster! ist mit einem leicht austauschbaren Gewicht 3 versehen, das in Abhängigkeit von dem zu messenden Material ausgewählt wird. Ferner weist der Taster 2 einen Flansch 4 auf. mit welchem der Taster 2 auf dem Ende eines zweiarmigen Schwenkhebels 7 abgestützt ist. Der Taster 2 ist unter einem allgemein bekannten Meßgerät 5 ansieordnet. welches die unterschiedlichen, vom Taststift 1 abgegebenen Druckwerte auswertet. Durch das Meßgerät 15 wird somit die Vertikalbewcgung des Tasters 2 gemessen.

Das eine Ende des zweiarmigen Schwenkhebels 7 ist mit einem Kugellagers versehen, welches an der L'ütertläche des Flansches 4 anliegt. Der Sehwenkhebei 7 ist um eine Achse 6 schwenkbar gelagc^rt. Durch das Hin- und Herschwenkendes Schwenkhebels7 wird die senkrechte Auf- und Abwärtsbewegung des Tasters 2 hervorgerufen. Am anderen Ende des Schwenkhebels 7 ist ein Ausgleichsgewicht 9 anaebracht, um das eine Ende des Schwenkhebels 7 nach oben gegen die Unterflaehc des Flansches 4 zu diükken. Das Ausgleichsgewicht 9 ist so bemessen und wird so eingestellt, daß der lasier 2 ohne das Gewicht 3 in Schwebe gehuhcn und damit der Meßdruck auf Null eingeregelt wird. Mit anderen Worten bedeutet dies, daß das Ausgleichsgewicht >o bemessen und eingestellt wird, daß das Gesamtgewicht des I asters 2 ausgeglichen wird. Die Obcrseiie ties bei Betrachtung der Fig. 1 rechten Endes des zweinrmigen Schwenkhebels 7 steht über eire Kraftübeitragiingseinrichtung 11 mit einem zahnradartigen Nokken 13 in Verbindung. Bei dem dargestellten Ausfülirur jsbcispiel besteht die Kraftübcrtragungscinrichtimg 11 aus einem Kabelzug 12. dessen eines Ende mit dem rechten Ende des Schwenkhebels 7 und dessen anderes Ende mit dem zahnradförmigen Nocken 13 kraflschlüssig verbunden ist.

Wenn der /ahnradförmigc Nocken 13 gedreht wird, wird tier Schwenkhebel 7 durch den Kabelzug 12 hin und her verschwenkt. Durch diese Hin- und Herverschwenkung des zweiarmigen Schwenkhebels? wird der Taster 2 mit seinem Taststifl 1 senkrecht auf und ab bewegt, wobei der Taststift 1 bei je-

dem Absenken des Tasters 2 mit der zu untersuchenden Probe in Berührung gelangt. Die Kraft, mit welcher der Taststift 1 auf die zu untersuchende Probe aufsetzt, wird ausschließlich vom Gewicht 3 bestimmt. Das Gewicht 3 ist jedoch sehr klein gehalten, so daß der Taststift nur mit einem geringen Meßdruck auf das zu untersuchende Material aufsetzt. Je kürzer der Weg des Taststiftes 1 vom oberen Umkehrpunkt des Tasters 2 bis zum Auftreffen der Spitze des Taststiftes 1 auf die zu untersuchende Probe wird, desto mehr ist das zu untersuchende Material gequollen. Diese Bewegungen des Taststiftes werden vom Meßgerät S ausgewertet und geben eine zahlenmäßige Angabe des Quellungsgrades des zu untersuchenden Materials.

Wenn das Gewicht 3 beispielsweise ein Gewicht von 0,5 g/mm* hat, besteht keine Gefahr, daß die zu untersuchende Probe, wie beispielsweise eine weiche Schicht eines Filmes, verkratzt, ausgehöhlt oder ausgebaucht wird. Wenn man beispielsweise nach dem Queller) der zu untersuchenden Filmschicht auch noch deren Festigkeit bestimmen möchte, braucht lediglich das Gewicht 3 so vergrößert zu werden, daß der Taststift 1 bei seiner Abwärtsbewegung in die zu untersuchende Filmschicht eintaucht. Die Eintauchtiefe des Taststiftes bzw. die durch den Taststift hervorgerufene Aushöhlung oder Ausbauchung ist ein Maß für die Festigkeit der zu untersuchenden Filmschicht.

F i g. 2 zeigt in schematischer Darstellung ein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung versehenes System zum Messen derQuellung eines Feuchtigkeit aufnehmenden Materials. Eine zu messende Probe 14 ist auf einem Probentisch 16 abgelegt. Die Probe 14 wird mit Hilfe einer Unterdmckpumpe 17 auf dem Probentisch 16 festgehalten. Eine Meßflüssigkeit 15 befindet sich auf der Probe 14. Der Probentisch 16 und die Meßflüssigkeit 15 werden mit Hilfe eines Behälters 18 auf konstanter Temperatur gehalten, in welchem ein Strömungsmedium von konstanter Temperatur umgewälzt wird. Wenn sich der vom Taststift 1 durchlaufene Weg ändert, d. h., wenn sich die Dicke der zu untersuchenden Filmschicht ändert, wird diese Änderung vom Meßgerät 5 wahrgenommen und ausgewertet. Die vom Meßgerät 15 wahrgenommenen Änderungen werden dann von einem Ablesegcrät 19 abgelesen und mit Hilfe eines Vorsatzgerätes 20 automatisch auf einer Aufzeichnungscinrieh-Hing 21 aufgezeichnet.

F i g. 3 zeigt eine graphische Darstellung des Qucllungsgradcs einer Probe in Abhängigkeit von der Zeit. Die graphische Darstellung zeigt verschiedene Queiiungszuständc eines Films beim Entwickeln (A),

ίο Fixieren (ß) und Waschen (C).

Fig.4 zeigt eine graphische Darstellung, wie sie sich beim Messen der Einbuchtungen durch den Taststift zur Bestimmung der Festigkeit des Films ergibt.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden verschiedene Meßarten möglich, die bisher nicht möglich gewesen sind. So lassen sich beispielsweise folgende Vorteile erzielen:

ao 1. Es ist möglich, den Grad der Quellung bei sich ändernden Zuständen beim Entwickeln, Fixieren und Waschen einer Emulsion zu messen, da es auf Grund der ständigen und durch die Drehbewegung des Nockens hervorgerufenen Auf-

»5 und Abwärtsbewegung des Tasters möglich ist, innerhalb kurzer und sich wiederholender Maßzyklen den Grad der Quellung rasch und automatisch zu messen.

2. Der Grad der Quellung läßt sich von einer Karte ablesen, auf welcher die automatisch gemessenen Daten aufgezeichnet sind.

3. Da der auf den quellenden Fiim einwirkende Druck auf Grund des eingestellten Gleichgewichtes klein ist, ist es auch möglich, den Grad der Quellung von einer sehr dünnen Emulsionsschicht eines Films zu messen.

4. Durch die Erhöhung des am Taster angeordneten Gewichtes können die vom Taststift in dei Emulsionsschicht hervorgerufenen Einbuchtun gen und damit der Festigkeitsgrad des Films gemessen werden.

5. Die Bedienung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist sehr einfach, und die Meßflüssigkei kann sehr leicht gewechselt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Abtaster dient, der mit Hilfe eines IHektromagneten Patentansprüche: und zweier federelastischer Membran«.ι an das Werkstück anstellbar und vom Werkstuck wieder aa

1. Vorrichtung zum Messen der Quellung eines hebbar ist. . , , _T„_ter Feuchtigkeit aufnehmenden Materials mit einem 5 Bei dieser bekannten Vorrichtung wirdI der I ester vertikal verschiebbaren, an das Material anlegba- auf Grund der fedcrelast.schen Vorspannkrart aer ren Taster und einer mit dem Taster verbünde- beiden Membranen gegen das zu ^un«^"^Lj5"* nen Meßeinrichtung, welche die durch die Quel- Werkstück gedruckt. Mit zunehmender

lung des Materials verursachte Vertikalverschie- vom Sollwert werden die Membranen J./f^ bung des Tasters anzeigt, dadurch gekenn- io dem Maße vorgespannt, so daß die Andrücker* t jies zeichnet, daß der Taster (2) an einem Ende Tasters mit zunehmender Abweichung vom 5*>"*f« eines zweiarmigen Schwenkhebels (7) gelagert ist. immer größer wird. Diese Tatsache ist oei uer rvie*- an dessen anderem Ende ein verstellbares Aus- sung eines starren Werkstückes nicht störend, wenn gleichsgewicht (9) zum Ausgleich des Eigenge- jedoch eine deranige Vorrichtung zum Messen der wichtes des Tasters (2) angebracht ist und der is Quellung eines Feuchtigkeit aufnehmenden Materials über eine Kraftübertragungseinrichtung (11) mit mit einem geringen Widerstand gegen vencrmun^ einem kontinuierlich antreibbaren, zahnradarti- verwendet wird, werden die Meßergebnisse stark vergen Nocken (13) verbunden ist, und daß der Ta- fälscht. .

ster (2) für die Aufnahme austauschbarer Ge- Weiterhin ist eine Vorrichtung ^u-n Messen oer

wichte (3) ausgebildet ist. 20 Dicke \on Därmen u.dgl. bekannt, die im wesentli-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch se- chen einen zweiarmigen Schwenkarm aufweist, deskennzeichnet. daß die Kraftübertragungseinrich- sen eines freie Ende aut dem /u messenden i.egentunü (11) ein Kabelzug ist. dessen Enden mit dem stand abgestützt wird und dessen anderes freie unuc Nocken (13) bzw mit dem anderen Ende des ein Ausgleichsgewicht trägt. Der zweiarmige Schwenkhebels (7) kraftschlüssig verbunden sind. 35 Schwenkarm ist noch mit einem Zeiger versehen.

3. Vorrichtung nach einem "der Ansprüche 1 welcher den Grad der Verschwenkung des zweiarmi- und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster gen Schwenkhebels anzeigt.

(2) zur Lagerung auf dem einen Ende des Diese Vorrichtung eignet sich jedoch nicht zum

Schwenkhebels (T) einen Flansch (4) aufweist, an Messen der Quellung eines k-euchtigkcit aufnehmendessen Unterflache ein auf dem Schwenkhebel 30 den Materials, das einen geringen Widerstand gegen (7) aneec.dnetes Kugellager (8) anliest. Verformung hat. da sich die zulässige Druckkraft des

Schwenkhebels auf den zu messenden Gegenstand nur «.ehr schwer einstellen läßt. Darüber hinaus laßt

sich mit dieser Vorrichtung keine lineare Anzeige cr-

35 zielen. Beim Messen sehr dünner Gegenstände, bei denen Meßfehler eine größere Auswi-kung haben aN

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Mes- bei Gegenständen größerer Abmessungen, bewegt sen der Quellung eines Feuchtigkeit aufnehmenden sich der Zeiger in einem Bereich, in welchem dit Materials mit einem vertikal verschiebbaren, an das Teilstriche der gleichen Maßeinheiten wesentlich en-Matcrial anlegbaren Taster und einer mit dem Taster 40 ger beieinander liegen als in dem Bereich, in weiverbundenen Meßeinrichtung, weiche die durch die ehern Gegenstände mit großen Dicken gemessen wer-Quellung des Materials verursachte Vertikalverschie- _# den. Darüber hinaus ist es mit dieser Vorrichtung bung des Tasters anzeigt. nicht möglich, die kontinuierliche Änderung der

Bei einer bekannten Vorrichtung zum Messen der Quollung des zu untersuchenden Materiah bei sich Quellung eines Feuchtigkeit aufnehmenden Materials 45 rasch ändernden äußeren Bedingungen /u messen, da steht die zu untersuchende Probe mit einer fedcrvor- diese Vorrichtung viel zu langsam und schwerfällig gespannten Stange in Verbindung, deren der Probe ist.

abgewandtes Ende mit einem in eine Spule tauchen- Schließlich ist noch eine Vorrichtung /um Messen

den Kolben versehen ist. Eine Längenänderung der der Dicke eines mit einem bestimmten Druck zusam-Probe auf Grund einer Wasseraufnahme bewirkt eine 50 mengedrückten. komprimierbaren Materials bekannt, vertikale Verschiebung des in die Spule tauchenden Diese Vorrichtung weist einen auf das kompnmier-Kolbens, so daß sich die Induktion der Spule ändert. bare Material einwirkenden Druckstcmpel auf, der je Die Induktionsändcrune ist ein Maß der Längenän- nach dem gewünschten Druck mit einer entsprcchenderung, die über verschiedene Verstärker sichtbar ge- den Anzahl von Gewichten belastet werden kann, machfwird. 55 Der Druckstcmpel wird mit Hilfe eines zweiarmigen

Diese bekannte Vorrichtung erlaubt jedoch nur die Hebels auf die zu untersuchende Probe abgesenkt Messung der Probe in einem stabilen Endzustand, oder von der Probe abgehoben. Auf der Oberseite nicht jedoch die Messung der Zunahme der Quellung des Druckstempcls ist eine dunkle Glasplatte fcstgcin Abhängigkeit von der Zeit. Darüber hinaus wird kittet, über der eine dünne Glasplatte angeordnet ist. bei dieser bekannten Vorrichtung das Meßergebnis 60 Eine schräg auf die dünne Glasplatte blickende Perdurch die Federvorspannung der an der Probe an- son kann helle und dunkle Interferenzstreifen wahrgreifenden Tauchkolbcnstange verfälscht, da mit zu- nehmen. Ein mit der Meßeinrichtung verbundener nehmender Längenänderung die Feder in zunehmen- Taster wird vor und nach dem Einlegen der Probe dem Maße zusammengedrückt wird, wodurch sich zwischen den Druckstempel und einer Auflage auf der auf die Probe ausgeübte Druck mit zunehmender 65 die dünne Glasplatte abgesenkt. Der Augenblick der Längenänderung erhöht. Berührung ist durch die Veränderung der Interfe-

Ferner ist eine Vorrichtung bekannt, die zum Ab- renzstreifeii feststellbar. Der Differenzbetrag zwitasten des Sollwertes eines Werkstückes mit einem sehen den Meßwerten vor und nach dem Einlegen