DE884244C

DE884244C - Oberflaechenkondensator

Info

Publication number: DE884244C
Application number: DEP2282D
Authority: DE
Inventors: Johannes Dr-Ing Perthen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1943-05-27
Filing date: 1943-05-27
Publication date: 1953-07-23

Description

Oberflächenkondensator Bekannt ist eine Vorrichtung zur Messung der Rauhigkeit von Oberflächen unter Verwendung einer Prüfelektrode aus einem Kondensator mit zusammengesetztem Dielektrikum. Die Messung mit diesem Gerät ergibt dann die richtige Rauhigkeitsmaßzahl, wenn der Quotient aus der Dicke und der Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums der Prüfelektrode ungefähr gleich oder wenig abweichend von dem gleichen Quotienten für das in den Tälern der rauhen Oberfläche befindliche Luftdielektrikum ist.
Eine Oberfläche kann nun mehrere Fehler be sitzen. Außer der Rauhigkeit zeigt sie noch Welligkeit und Unebenmäßigkeit, so daß zu ihrer völligen Kennzeichnung im allgemeinen mehrere Oberflächenmaße benötigt werden.
Es hat sich nun gezeigt, daß durch eine weitere geeignete Bemessung des Dielektrikums der Prüfelektrode noch andere Oberflächenmaßzahlen ermittelt werden können. Macht man nämlich den Quotienten aus der Dicke d und der Dielektrizitätskonstante c1 des Dielektrikums sehr viel größer als die mittlere Tiefe G, des Oberflächengebirges, dann wird die Rauhigkeit gewissermaßen verebuet utrd nur noch die Welligkeit und/oder die Unebenmäßigkeit gemessen, Man kann auf diese Weise, ohne mit besonderen starren Prüfelektroden zu arbeiten, nur durch die geeignete Bemessung des Dielektrikums diese Oberflächenfehler der Messung zugängig machen. In der praktischen Ausführung kann aber auch der umgekehrte Weg eingeschlagen und der Quotient aus der mittleren Tiefe Gr des Ober- flächengebirges und dessenDield<trizitätskonstante 2 sehr klein gegenüber der gleichen Größe d/e1 der Prüfelektrode gemacht werden. Der Vorteil dieses Weges ist, daß die Messung mit einer Prüfelektrode erfolgen kann, mit der gleichzeitig auch Rauhigkeitsmessungen vorgenommen werden können. Es werden nur die Täler des Oberflächen gebirges nicht mit Luft, sondern mit einem Dielektrikum hoher Dielektrizitätskonstante angefüllt. Ein solches Dielektrikum stellt beispielsweise Glycerin dar, welches eine Dielektrizitätskonstante von So besitzt. Hat man zunächst die Rauhigkeit eines Oberflächengebirges mit einer bestimmten Prüfelektrode und Luft gemessen so wird nunmehr der Prüfling mit Glycerin bedeckt und die Prüfelektrode erneut aufgesetzt. Hierdurch wird der Quotient für die rauhe Oberfläche aus der mittleren Tiefe Gr und der Dielektrizitätskonstante eæ um den achtzigsten Teil kleiner als der Quotient d/ej der Prüfelektrode.
Der Aggregatzustand des Dielektrikums kann elastisch, plastisch, flüssig, gasförmig usw. sein.
Die geforderte Bedingung, daß also dlE, sehr viel größer als Gr/e2 sein soll, ist auf diese Weise erreicht.
Andererseits ist für die Oberflächenprüfung nicht nur die Ermittlung der mittleren Tiefe der Rauhigkeit, der Welligkeit und der Unebenmäßigkeit von Wichtigkeit, sondern es interessiert auch der Traganteil. Hierunter versteht man die Fläche, mit der eine rauhe Oberfläche tatsächlich eine völlig ebene glatte Gegenfläche berührt. Der Traganteil stellt die Summe der an den Rauhigkeitsspitzen befindlichen Flächen dar, die die Gegenfläche berühren. Diese tragende Fläche ist natürlich wesentlich kleiner als die Gesamtfläche der untersuchten Oberfläche.
Der Traganteil läßt sich nun mit Hilfe des Kondensators mit zusammengesetztem Dielektrikum messen, wenn der Quotient aus der Dicke d und der Dielektrizitätskonstante e1 des Dielektrikums der Prüfelektrode sehr viel kleiner ist als die mittlere Tiefe Gr des Oberflächengebirges. In diesem Fall werden nur die Kapazitäten an den Spitzen gemessen.
Zur praktischen Darstellung werden für das Dielektrikum 1der Prüfeiektrode solche Werkstoffe verwendet, die eine hohe Dielektrizitätskonstante besitzen. Es gibt beispielsweise Stoffe, deren Dielektrizitätskonstante 80 und mehr beträgt und die sehr dünn hergestellt Werden können. Es hat sich nun gezeigt, daß bereits bei einem zehnmal kleineren Wert von d/e1 gegenüber Gr/e2 der Spitzeneinfluß deutlich gemessen werden kann. Die Verkleinerung des Quotienten d/e1 kann sowohl durch Vergrößerung von ei als auch durch Verringerung der Dicke d des Dielektrikums erreicht werden.
Ein Rauhigkeitsmeßgerät unter Verwendung des Kondensators mit zusammengesetztem Dielektrikum ergibt also bei gleichen elektrischen Meßeinrichtungen nur durch Verwendung von Elektroden mit geeignet bemessenem Dielektrikum oder durch das Auftragen eines besonderen Dielektrikums auf die rauhe Oberfläche außer der Maßzahl für die mittlere Tiefe Gr noch zwei andere Meßwerte: den Traganteil TA und die Welligkeit bzw. Unebenmäßigkeit. Der Traganteil wird gemessen in Prozent der Gesamtfläche der Prüfelektrode, während die Welligkeit dadurch ihre mittlere Tiefe Wm, ohne Berücksichtigung der mittleren Tiefe der Raubigkeit, angegeben wird. Gegenüber der Messung der Welligkeit mit starrer Prüfelektrode hat dieses Verfahren Iden Vorteil, daß die Welligkeit durch eine einzige Messung ermittelt wird, während sonst die Differenz aus zwei Messungen gebildet werden muß.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: I. Oberflächenkondensator, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient aus der Dicke d und der Dielektrizitätskonstante Ci seines Dielektrikutns dlei größer ist als der Quotient aus der mittleren Tiefe Gr der Täler der rauhen Oberfläche und deren Luftdielektrizitätskonstante £2 (Gr/e2).
2. Oberflächenkondensator nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die größere Bemessung des Quotienten d/ei gegenüber Gr/e2 zur Messung der Welligkeit und/oder Unebenmäßigkeit durch Einführung eines in geeignetem Aggregatzustand befindlichen Dielektrikums e2 mit hoher Dielektrizitätskonstante in die vorher mit Luft ausgefüllten Täler der rauhen Oberfläche erreicht ist.
3. Einrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der Quotient d/ei kleiner ist als der Quotient Orale2.