DE3049610A1

DE3049610A1 - Fuehler zum messen der oberflaechenrauhigkeit

Info

Publication number: DE3049610A1
Application number: DE19803049610
Authority: DE
Inventors: Stefano re 10100 Torino Fiorentin
Original assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Current assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Priority date: 1980-01-08
Filing date: 1980-12-31
Publication date: 1981-11-12
Also published as: IT8067019A0; IT1129055B; GB2070245A; FR2473169A1; US4364264A; GB2070245B

Description

Anmelderin: Stuttgart, den 22.12.1980

Centro Ricerche P 3973 R-C

Fiat S.p.A.
Strada Torino, 50
1οο43 Orbassano
(Turin), Italien

Vertreter:

Kohler-Schwindling-Späth
Patentanwälte
Hohentwielstr. 41
7000 Stuttgart 1

Fühler zum Messen der Oberflächenrauhigkeit

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Messen der Rauhigkeit einer Oberfläche.

Bekannte verfügbare Vorrichtungen zum Messen der Oberflächenrauhigkeit werden in zwei Gruppen eingeteilt. Die erste Gruppe umfaßt jene, die eine Messung ohne direkten Kontakt zwischen der Vorrichtung und der geprüften Oberfläche ausführen können, und die zweite Gruppe umfaßt jene, die ein Fühlerelement benutzen, das mittels direkten Kontakts die Unebenheit der Oberfläche abtastet.

130046/054 2.

Von den zur ersten Gruppe gehörenden Vorrichtungen wird speziell vom Mikroskop Gerauch gemacht, das mit einem oder zwei optischen Systemen versehen sein kann, oder ein Interferenzmikroskop sein kann. Das Mikroskop mit einem einzigen optischen System liefert nur eine Oberflächenvergrößerung, während jenes mit zwei optischen Systemen es ermöglicht, die Oberfläche des geprüften Stücks gleichzeitig mit der Oberfläche eines Musterstücks zu beobachten. Das Interferenzmikroskop weist eine monochromatisches Licht emittierende Lampe zum gleichzeitigen Beleuchten sowohl der geprüften Oberfläche als auch eines ebenen Vergleichsspiegels auf. Es bilden sich Interferenzstreifen zwischen der geprüften Oberfläche und dem Spiegel, und der Grad der Rauhigkeit kann durch Prüfung dieser Streifen numerisch bestimmt werden.

Zur zweiten Gruppe gehörende Vorrichtungen weisen im allgemeinen eine Fühlernadel mit einem sehr kleinen Spitzenradius auf, z.B. in der Größenordnung von 1 bis 2 um, das ist mit Abmessungen derselben Größenordnung wie die Unebenheit der geprüften Oberfläche. Während das geprüfte Stück sich langsam quer zur Nadel bewegt, bewegt sich diese rechtwinklig zur Oberfläche, so daß die Oberfläche periodisch abgetastet wird. Die Bewegung der Fühlernadel wird beispielsweise elektrisch gernessen und möglicherweise verstärkt, und das so erhaltene Signal wird zum Betätigen einer Schreibspitze benutzt, die auf Papier die Variation im Profil eines vorbestimmten Abschnitts dieser Oberfläche reproduziert.

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Obwohl bekannte Geräte des vorgenannten Typs weithin zum Bestimmen des Grads der Oberflächenrauhigkeit benutzt werden, haben sie bestimmte Nachteile. Insbesondere gestatten Mikroskope mit einem oder zwei optischen Systemen nur eine qualitative Beurteilung der Oberflächenrauhigkeit, während oft eine objektive numerische Ermittlung des Grads der Rauhigkeit benötigt wird. Im Fall von Interferenzmikroskopen und Vorrichtungen mit einer Fühlernadel wird, obwohl diese eine numerische Information in Bezug auf den Grad der Rauhigkeit liefern, die Benutzung von hochspezialisiertem Personal erforderlich. In dieser Hinsicht ist es im Fall des erstgenannten nötig, die Gestalt der Interferenzstreifen auszuwerten, während es im Fall des letztgenannten erforderlich ist, die sich auf das Profil beziehenden gemessenen Daten weiterzuverabeiten.

Schließlich ist keine der Meßvorrichtungen der ersten oder zweiten Gruppe für die Benutzung beim schnellen Ermitteln von Oberflächenfehlern in einer beliebigen Zone eines in der maschinellen Bearbeitung befindlichen Werkstücks geeignet, weil sie schwierig zu handhaben sind und in ihrem Aufbau zu empfindlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Messen der Oberflächenrauhigkeit zu schaffen, die eine sich auf den Grad der Oberflächenrauhigkeit beziehende numerische Infomation liefert, und die zum Auswerten des Grads der Rauhigkeit jeder Zone eines geprüften Werkstücks verwendet werden kann.

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Gemäß der Erfindung wird ein Fühler zum Messen des Grads der Rauhigkeit einer geprüften Oberfläche, die eine Ungleichmäßigkeit aufweist, geschaffen, der dadurch gekennzeichnet ist, daß er aufweist:

Einen sendenden Wandler, der so ausgebildet ist, daß er ein elektrisches Signal einer vorbestimmten Frequenz in eine Ultraschallwelle umwandelt, die durch ein flüssiges Koppelmedium weitergeleitet wird und die eine Wellenlänge derselben Größenordnung wie die Unebenheit aufweist;

einen Generator, der so ausgebildet ist, daß er das elektrische Signal erzeugt und den sendenden Wandler speist; einen empfangenden Wandler, der so ausgebildet ist, daß er die durch die geprüfte Oberfläche reflektierte Ultraschallwelle empfängt;

einen Trägerkopf für den sendenden Wandler und den empfangenden Wandler, wobei der Kopf eine auf die zu prüfende Oberfläche aufzusetzende Basisfläche aufweist, und wobei die Wandler in ihm derart aufgenommen sind, daß die Senderichtung und die Empfangsrichtung zwei in der gleichen Ebene liegende Linien definieren, die bei der Basisfläche aufeinandertreffen und die mit dieser Basisfläche den gleichen Winkel einschließen; und

eine Verarbeitungseinrichtung, die mit dem sendenden Wandler und dem empfangenden Wandler verbunden ist und eine Anzeige der Phasendifferenz zwischen den von den Wandlern gesendeten bzw. empfangenen Ultraschallsignalen erzeugt, wenn die Basisfläche des Kopfes auf der geprüften Oberfläche aufliegt.

Die vorliegende Erfindung wird aus der folgenden Beschreibung eines keine Beschränkung bildenden Ausführungsbeispiels einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung anhand der Zeichnung deutlicher.

Pig. 1 ist eine Darstellung der wesentlichen Teile, die eine in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung konstruierte Meßvorrichtung aufweisen;

Pig. 2a und

Pig. 3a sind vergrößerte Oberflächenprofile von zwei gemessenen Werkstücken;

Fig. 2b und

Fig. 3b zeigen den Weg von einfallenden und durch die Oberfläche der Werkstücke der Fig. 2a bzw. 2b reflektierten Ultraschallwellen;

Pig. 4 und

Pig. 5 sind teilweise in Seitenansicht dargestellte Schnitte in zwei rechtwinkligen Ebenen einer Ausführungsform eines Teils der Vorrichtung nach Pig. l;

Pig. 6 ist ein Schnitt in der Ebene VI-VI von Pig. 4; und

Fig. 7 ist eine Explosionsdarstellung, teilweise geschnitten, eines Details der in den Fig. 4 und 5 gezeigten Ausführungsform.

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y-AO-

Unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 10 insgesamt eine Fühlvorrichtung oder einen Fühler zum Messen des Grads der Rauhigkeit einer Oberfläche 8 eines Werkstücks 9· Die Vorrichtung 10 weist im wesentlichen einen sendenden elektroakustischen Wandler 11 und einen empfangenden elektroakustischen Wandler 12 auf, einen Signalgenerator 13 für Ultraschallfrequenzen und eine Phasenmeßschaltung 14. Mehr im einzelnen sind die Wandler und 12 in den oberen Teil eines Trägerkopfes 15 montiert, vorzugsweise geschraubt, und sie haben eine sensitive Fläche, die einer konischen Bohrung 17 bzw. 18 zugewandt ist. Jede Bohrung steht mit der flachen Basisfläche 16 des Kopfes 15 durch eine zugeordnete Bohrung 19, 20 in Verbindung, die vom Scheitel der konischen Bohrung 17 bzw. 18 ausgeht. Die Bohrungen 19 und 20 haben vorzugsweise einen Durchmesser von 1 mm oder weniger, und sie sind miteinander an der Basisfläche l6 in Verbindung, hinsichtlich der jede Bohrung 19, in derselben orthogonalen Ebene angeordnet und unter demselben Winkel geneigt ist.

Schließlich wird in einer nicht dargestellten Weise Schmieröl ständig in die Bohrungen 17, 18 und 19, 20 eingespeist, um als flüssiges Ausbreitungsmedium für die Ultraschallwellen zwischen dem sendenden Wandler 11, der Oberfläche 8 und dem empfangenden Wandler 12 zu wirken.

Der Generator 13 ist insbesondere zur Lieferung von sinusförmigen elektrischen Signalen geeignet, und dies in einem solchen Frequenzbereich, daß die entsprechenden Wellenlängen der Ultraschallwellen in öl von derselben Größenordnung wie die Unebenheit der Oberfläche 8 sind. Diese Frequenzen liegen vorzugsweise zwischen 5 und 20 MHz. Der Ausgang des Generators 13 ist sowohl mit dem Wandler 11 als auch mit einem ersten Eingang der Phasenmeßschaltung 14 verbunden, deren zweiter Eingang mit dem empfangenden Wandler 12 verbunden ist. Schließlich 1st der Ausgang der Phasenmeßschaltung 14 über einen Verstärker 22 mit einem ersten Anschluß eines Anzeigeinstruments 23 verbunden, dessen zweiter Anschluß mit Masse verbunden ist.

Fig. 2a zeigt in x, y-Koordinaten das Schema des Profils eines Querschnitts durch eine vollständig ebene Oberfläche 25 eines Werkstücks 26, und Fig. 2b zeigt den Weg eines einfallenden Strahls 27 und eines reflektierten Strahles 28 eines ersten vorbestimmten Signals, das von dem sendenden Wandler 11 in Fig. 1 ausgesendet wird.

Fig. 3a zeigt in x, y-Koordinaten und vergrößert das Schema des Profils eines Querschnitts durch die Oberfläche 8 des Werkstücks 9 von Fig. 1. Insbesondere bezeichnet h die mitt-

lere Abweichung des Profils von den Profilspitzen, wobei angenommen wird, daß diese den Wert Null auf der y-Ordlnate darstellen. Fig. 3b zeigt den Weg des einfallenden Strahls 29 und des reflektierten Strahls 30 eines zweiten vorbestimmten Signals, das ebenfalls durch den sendenden Wandler 11 von Fig. 1 ausgesendet wird.

Unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 4 und 5 bezeichnet das Bezugszeichen 31 insgesamt einen Halter für den Kopf 15_} und der Halter 31 weist im wesentlichen einen Bolzen 32 auf, der den Kopf 15 an einem Ende trägt und gegenüber einem Rahmen 33 entgegen der Kraft einer Schraubenfeder 34 axial verschiebbar 1st.

Mehr im einzelnen ist der Rahmen 33 mit einem ringförmigen Basisteil 36 und einem rohrförmigen Schaft 37 versehen, die koaxial angeordnet und miteinander durch zwei diametral einander gegenüberliegende Schultern 38, 39 verbunden sind. Im Schaft 37 ist ein röhrenförmiges Lager ¹Il montiert, das in Axialrichtung am Schaft 37 durch Spaltringe 42, 43 festgelegt ist, die an den einander abgewandten Enden des Lagers befestigt sind und in entsprechende (nicht dargestellte) ringförmige Rillen eingreifen, die an der Innenfläche des Schafts 37 vorgesehen sind. Der Bolzen 32 ist im Lager 41 verschiebbar und weist unterhalb des Schafts 37 einen mittleren Abschnitt 44 (Fig. 4) mit Außengewinde auf, der mit einer Ringmutter 45 und einer Kontermutter 46 in Eingriff ist.

An den vom Abschnitt 44 aus auf der anderen Seite des Schafts 37 liegenden Ende ist der Bolzen 32 mit einem Knopf 48 durch eine Anzahl von Madenschrauben 49 verbunden, wobei jede von diesen in einen unteren rohrförmigen Teil 50 des Knopfs 48 eingeschraubt ist und in Eingriff mit einer im Bolzen 32 vorgesehenen radialen ringförmigen Rille 51 (Fig. 5) ist. Der rohrförmige Teil 50 des Knopfs 48 weist eine axiale ringförmige Rille 53 (Fig. 5) auf, in die das obere Ende der Schraubenfeder 34 eingreift.

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Das untere Ende der Schraubenfeder 34 liegt auf einer im Schaft 37 vorgesehenen radialen Ringfläche 54 (Fig. 4) auf.

Der Knopf 48 ist auch mit einem Kopfteil 56 versehen, der innen eine Kammer 57 aufweist, die mit der Außenseite durch einen Gewindestopfen 58 (Fig. 5) in Verbindung steht. Schließlich weist die Innenfläche des rohrförmigen Teils 50 eine (nicht gezeigte) radial verlaufende ringförmige Rille auf, die einen elastischen Dichtring 59 (Fig. 5) aufnimmt. Dieser schafft daher eine dichte Verbindung zwischen der Kammer 57 und der Außenseite an der Seite der Kammer 57, die durch den Abschnitt 50 und den Bolzen 32 begrenzt ist.

Vom unteren Ende des Bolzens 32 erstreckt sich ein axialer, mit Gewinde versehener Ansatz 61 von kleinem Querschnitt, der in eine entsprechende (nicht dargestellte) Gewindebohrung im Trägerkopf 15 eingreift. Dieser weist an einer Stelle, die der Zone entspricht, in der der Ansatz 61 mit dem Bolzen 32 verbunden ist, eine konische Fläche 62 auf, deren hohle Seite nach außen gerichtet ist, und die mit der gegenüberstehenden Fläche des Bolzens 32 einen (nicht gezeigten) Sitz zur Aufnahme eines elastischen Dichtrings 63 definiert.

Der Bolzen 32 weist eine in Längsrichtung verlaufende Durchgangsbohrung 65 auf, die die Kammer 57 des Knopfes 55 mit einem ersten Ende von zwei radialen Kanälen 67, 68 des Trägerkopfs 15 verbindet, deren zweites Ende mit den konischen

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Bohrungen 17 bzw. l8 des Trägerkopfs 15 in Verbindung steht. Die Durchgangsbohrung 65 wird durch das konische Ende 70 einer Schraube 71 unterbrochen. Diese weist einen Gewindekopf 72 auf, der in einen Teil des Bolzens 32 eingeschraubt ist, der zwischen dem mit Gewinde versehenen Abschnitt 44 und dem Ansatz 61 liegt. Das konische Ende 70 ist so ausgebildet, daß es die öffnung der Durchgangsbohrung 65 vollständig verschließt. Schließlich hat die Schraube 71 einen Schaft 73 von kleinerem Querschnitt, um den herum ein elastischer Dichtring 74 montiert ist.

Unter besonderer Bezugnahme auf Fig. 6 weist der Trägerkopf 15 an seinem Umfang an einer der Schulter 38 zugewandten Stelle einen rechteckigen Hohlraum 76 auf, der sich in Längsrichtung erstreckt und der mit einem kräftigen radialen Lager 77 zusammenwirkt, das durch einen Stift 78 gehalten wird. Dieser ist in radialer Richtung in eine entsprechende Bohrung in der Schulter 38 eingepreßt. Polglich wirkt das Lager 77 als eine axiale Führung für die Bewegungen des Trägerkopfs 15·

Unter spezieller Bezugnahme auf Fig. 7 ist der Trägerkopf 15 durch eine Platte 81 mit einem im wesentlichen zylindrischen Block 82 verbunden, der in Bezug auf die Achse des Trägerkopfs 15 versetzt montiert ist, und der um einen Haltestift 83 drehbar ist. Insbesondere weist die Platte 81 zwei Durchgangsbohrungen 84, 85 auf, die so ausgebildet sind, daß sie mit entsprechenden Schrauben 86, 87 in Eingriff sind, durch die die Platte 8l mit einem flachen Vorderteil 88 des Trägerkopfs 15 bzw. einem radialen Ansatz 89 des Blocks 82

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verbunden ist. Der Trägerstift 83 weist zwei Abschnitte 91, 92 unterschiedlichen Durchmessers auf. Der Abschnitt 91 mit kleinerem Durchmesser greift in ein Sackloch 93 im Block 82 an dem dem Ansatz 89 abgewandten Ende, und der Abschnitt 92 mit größerem Durchmesser ist mit dem ringförmigen Teil 36 des Halters 31 durch einen gebogenen Ansatz 94, der sich von dem Teil 36 aus erstreckt, und eine Schraube 95 (Pig· 6 und 7) verbunden.

Schließlich weist der Block 82 in einer mittleren Lage einen im wesentlichen quaderförmigen Ansatz 98 mit einem konischen Durchgangsloch 99 auf, dessen hohle Seite nach außen zeigt, und die einen Stift 100 aufnimmt. Dieser hat einen Schaft 101, der in die konische Bohrung 99 eingreift, und einen flachen runden Kopf 102, dessen obere Fläche 103 völlig glatt ist, das heißt, im höchstmöglichen Maß frei von jeder Rauhigkeit ist (siehe z.B. die Fläche 23 von Fig.2a). Der Kopf 102 stützt sich auf der oberen Fläche des Ansatzes 98 durch eine Federschebe 104 ab, die es möglich macht, daß der Stift 100 und somit der Kopf 102 leichte Axialbewegungen bezüglich der Achse der Bohrung 99 machen. Es 1st auch ein Sicherungsring 106 vorgesehen, der in eine ringförmige Rille 107 (Fig. 7) eingreift, die im Schaft 101 an dem dem Kopf 102 abgewandten Ende vorgesehen ist, und dieser Sicherungsring hält den Stift 100 an dem Ansatz 98 des Blocks 82 fest.

Die Arbeitsweise des Fühlers 10 wird im folgenden zunächst unter theoretischen Aspekten unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 beschrieben, und anschließend unter praktischen Aspekten mit besonderer Bezugnahme auf die Flg. 4 bis 7.

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Der Grad der Rauhigkeit der Oberfläche 8 des Werkstücks 9 (Fig. l.und 3a) wird gemessen durch Bestimmen des Maßes, um das die Phasendifferenz zwischen dem durch den Wandler 12 empfangenen und dem durch den Wandler 11 ausgesendeten Signal, wenn die Fläche 16 des Trägerkopfs 15 auf der flachen Fläche 25 (Fig. 2a) aufsitzt, sich unterscheidet von der, wenn die Fläche 16 des Trägerkopfs 15 auf der rauhen Oberfläche 8 (Fig. 3a) aufsitzt. Insbesondere findet, weil die Fläche 25 vollständig glatt ist, die Reflexion des einfallenden Strahls 27 auf dem Niveau statt, an dem die Ordinate y Null ist (Fig. 2b), weshalb das durch den Wandler 12 empfangene Signal eine erste Phasenverschiebung in Bezug auf das durch den Wandler 11 ausgesendete Signal hat. Diese Phasenverschiebung hängt von der Strecke ab, durch die der einfallende Strahl 27 und der reflektierte Strahl 28 auf ihrem Weg vom Wandler 11 zum Wandler 12 durchlaufen.

Wenn der Trägerkopf 15 auf das Werkstück 9 aufgesetzt wird, dessen Rauhigkeit zu messen ist, stützt sich die Fläche 16 des Trägerkopfs 15 auf den Spitzen der Oberfläche 8 des Werkstücks 9 (Pig. 3a) ab, während die Reflexion des einfallenden Strahls 29 im wesentlichen auf dem mittleren Niveau h

des Profils (Fig. 3b) erfolgt. In diesem Falle wird eine zweite Phasenverschiebung erhalten, die zuverlässig von der vorhergehenden verschieden ist und insbesondere vom Wert des mittleren Niveaus h abhängt.

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Der Unterschied zwischen den zwei gemessenen Phasenverschiebungen wird direkt durch die Schaltung 14 errechnet, die über den Verstärker 22 das Instrument 23 mit einem Signal versorgt, das direkt proportional dem Wert h^und somit dem Grad der Rauhigkeit der Oberfläche 8 ist.

In Fig. 4 ist der Halter 31 in seiner Ruhelage gezeigt, weshalb die obere Fläche 103 (nicht dargestellt) des Kopfes des Stifts 100 so gehalten 1st, daß sie der (nicht gezeigten) Fläche 16 des Trägerkopfs 15 gegenübersteht. Diese Position wird durch die Wirkung der Schraubenfeder 34 aufrechterhalten, die durch ihr Angreifen am Knopf 48 den Bolzen 32 nach oben drückt, bis die Ringmutter 48 in Kontakt mit der unteren Fläche des rohrförmigen Schafts 37 gebracht ist. Diese vom Halter 31 eingenommene Ruhestellung, während der die erste Phasendifferenzmessung gemacht wird, 1st stabil.

Um den zweiten Phasendifferenzwert zu erhalten, wird der ringförmige Teil 36 de,s Halters 31 auf die zu messende Oberfläche aufgesetzt, und der Knopf 48 wird in Axialrichtung gedrückt, wobei man die durch die Schraubenfeder 34 ausgeübte Federkraft überwindet. Der Trägerkopf 15 wird folglich nach unten bewegt, und dies bewirkt gleichzeitig mittels der Platte 8l, daß der Block 82 sich um den Stift 83 dreht. Wenn die Oberfläche 16 des Trägerkopfs 15 (Fig. 5) die durch die Basisfläche des Teils 36 definierte Ebene erreicht, ist der Block 82 entsprechend um einen Winkel von nahezu 90° gedreht worden, und ist somit in einer Position derart, daß er die Bewegung des Trägerkopfs (15) nicht stört. Die zweite genannte Phasendifferenzmessung wird unter diesen Bedingungen gemacht.

Die Kammer 57 des Knopfs 48 ist mit Schmieröl gefüllt, das durch die Durchgangsbohrung 65 des Bolzens 32 fließt und die konischen Bohrungen 17 und 18 und die Kanäle 19 und 20 des Trägerkopfs 15 ständig gefüllt hält. Wenn es erforderlich ist, den Fluß des Öls durch die Durchgangsbohrung 65 hindurch anzuhalten, beispielsweise während des Austausches des Trägerkopfs 15, kann die Schraube 71 gedreht werden, um die öffnung der Durchgangsbohrung 65 mittels des konischen Kopfes 70 der Schraube zu schließen.

Eine Prüfung der charakteristischen Merkmal des Geräts 10 entsprechend der vorliegenden Erfindung ergibt, daß sie die obengenannten Aufgaben erfüllt.

Insbesondere liefert der Fühler 10, falls er geeignet geeicht ist, direkt eine numerische Anzeige des Grads der Rauhigkeit der geprüften Oberfläche, wodurch der Operateur von der Notwendigkeit befreit wird, Daten zu verarbeiten oder spezielle Konfigurationen optischer Art, wie sie oben angegeben wurden, zu deuten.

Weiterhin werden, weil der Halter 31 für den Trägerkopf 15 äußerst handlich und robust ist, und die Wandler 11 und 12 innerhalb des Trägerkopfs 15 gut geschützt sind, alle Nachteile einer übermäßig großen Anfälligkeit der bis in die Gegenwart verwendeten Geräte vermieden.

Schließlich ist es offenslchtlich, daß bei der beschriebenen Form des Fühlers 10 Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne den Bereich der Erfindungsidee zu verlassen.

Beispielswelse können umfangreiche Abwandlungen bei jenem Teil der Schaltung der Fig. 1 gemacht werden, der hinter dem Wandler 12 liegt, und bei der Struktur des in den Fig. 1} bis 7 gezeigten Halters 31·

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Claims

Patentansprüche 3 O A 9 6 Ί Ο

Fühler zum Messen des Grads der Rauhigkeit einer geprüften Oberfläche (8), die eine Ungleichmäßigkeit aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß er aufweist:

Einen sendenden Wandler (11), der so ausgebildet ist, daß er ein elektrisches Signal einer vorbestimmten Frequenz in eine Ultraschallwelle umwandelt, die durch ein flüssiges Koppelmedium weitergeleitet wird und die eine Wellenlänge derselben Größenordnung wie die Unebenhet aufweist;

einen Generator (13), der so ausgebildet ist, daß er das elektrische Signal erzeugt und den sendenden Wandler (11) speist;

einen empfangenden Wandler (12), der so ausgebildet ist, daß er die durch die geprüfte Oberfläche (8) reflektierte Ultraschallwelle empfängt;

einen Trägerkopf (15) für den sendenden Wandler (11) und den empfangenden Wandler (12), wobei der Kopf (15) eine auf die zu prüfende Oberfläche (8) aufzusetzende Basisfläche (16) aufweist, und wobei die Wandler (11, 12) in ihm derart aufgenommen sind, daß die Senderichtung und die Empfangsrichtung zwei in der gleichen Ebene liegende Linien definieren, die bei der Basisfläche aufeinandertreffen und die mit dieser Basisfläche den gleichen Winkel einschließen; und

eine Verarbeitungseinrichtung (14), die mit dem sendenden Wandler (11) und dem empfangenden Wandler (12) verbunden ist und eine Anzeige der Phasendifferenz zwischen den von den Wandlern gesendeten bzw. empfangenen Ultraschallsignalen erzeugt, wenn die Basisfläche (16) des Kopfes (15) auf der geprüften Oberfläche (8) aufliegt.

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2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkopf (15) einen ersten Kanal (19) und einen zweiten Kanal (20) aufweist, die die sensitive Fläche des sendenden Wandlers (11) bzw. des empfangenden Wandlers (12) mit der Basisfläche (16) verbinden, daß die Kanäle (19, 20) in derselben Senderichtung und Empfangsrichtung angeordnet sind und auf der Basisfläche (16) aufeinandertreffen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kanal (19, 20) sich an dem der Basisfläche (16) abgewandten Ende erweitert, um eine konische Bohrung (17, 18) zu begrenzen, und daß jeder Wandler (11, 12) eine sensitive Fläche hat, die an der Basis der konischen Bohrung (17, 18) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3> dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit in jeden Kanal (19,20) und jede konische Bohrung (17, 18) eingespeist wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeit öl ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Trägerkopf (15) starr mit dem unteren Ende eines Bolzens (32) verbunden ist, der zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung entgegen der Kraft einer federnden Vorrichtung (Schraubenfeder 34) axial beweglich ist.

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7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Halterahmen (Rahmen 33) für den Bolzen (32) aufweist, daß der Rahmen (33) einen rohrförmigen Schaft (37) aufweist, relativ zu dem der Bolzen (32) verschiebbar ist; daß die federnde Vorrichtung eine Feder (34) aufweist, die zwischen dem oberen Ende des Bolzens (32) und einer nach oben gewandten Fläche des rohrförmigen Schafts (37) eingespannt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (34) zylindrisch ist und koaxial zu dem Bolzen (32) montiert ist.
9· Vorrichtung nach Anspruch 4 und nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Bolzen (32) einen in Längsrichtung durchgehenden Kanal (65) aufweist, der an seinem unteren Ende über Kanäle (67 bzw. 68) mit jeder Bohrung (17, 18) des Trägerkopfs (15) in Verbindung steht, und der an seinem oberen Ende mit einer hohlen Kammer (57) in Verbindung steht, in der die Flüssigkeit enthalten ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die hohle Kammer (57) innerhalb eines Knopfs (48) vorgesehen ist, der flüssigkeitsdicht am oberen Ende des Bolzens (32) befestigt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Einrichtung (71) zum Einstellen der Öffnung des in Längsrichtung verlaufenden Kanals (65) im Bolzen (32) aufweist.

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12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen um eine Achse drehbaren Block (82) aufweist, der mit dem Bolzen (32) derart verbunden ist, daß er eine erste oder eine zweite Winkelstellung annimmt, je nachdem, ob der Bolzen (32) die erste oder zweite vorbestimmte Stellung einnimmt; und daß sie einen Stift (100) mit einem vergrößerten Kopf mit vollständig ebener oberer Fläche (103) aufweist, der durch den Block (82) gehalten ist; und daß der Bolzen (32) in seiner Ruhelage eine derartige Stellung einnimmt, daß die ebene Fläche (103) der Basisfläche (16) des Trägerkopfs (15) gegenübersteht.

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (82) eine konische Bohrung (99) aufweist, die den Schaft (101) des Stifts (100) mit vergrößertem Kopf aufnimmt, und daß der Kopf (102) des Stifts (100) sich auf der Oberfläche des Blocks (82) über eine zwischengelegte Federscheibe (104) abstützt.

Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Generator (13) erzeugten Signale sinusförmig sind und eine Frequenz in der Größenordnung von 1 MHz oder 10 MHz haben.

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