DE885934C

DE885934C - Optical surface testing device for testing surfaces with a high degree of quality for contact percentage

Info

Publication number: DE885934C
Application number: DED4757D
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dipl-Ing Dreyhaupt
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1938-09-25
Filing date: 1938-09-25
Publication date: 1953-08-10

Description

Optisches Oberflächenprüfgerät zum Prüfen von Oberflächen mit hohem Cütegrad auf Traganteil Es ist bekannt, Oberflächen dadurch zu prüfen, daß man sie an eine total reflektierende Fläche eines durchsichtigen Körpers anlegt und die Berührungsstelle durch den durchsichtigen Körper betrachtet.Optical surface testing device for testing surfaces with high Degree of quality on contact percentage It is known to test surfaces by having them to a totally reflective surface of a transparent body and the Point of contact viewed through the transparent body.

An der Berührungsstelle wird die Totalreflexion gestört, so daß in der spiegelnden Fläche entsprechend der Berührung mehr oder weniger dunkle Stellen erscheinen. The total reflection is disturbed at the point of contact, so that in the reflective surface has more or less dark spots depending on the touch appear.

Die Prüfung von Oberflächen, besonders auf dem Gebiet der mechanischen Technologie, wurde bisher deshalb nicht praktisch angewendet, weil die jeweiligen Ergebnisse nur subjektiv ausgewertet werden konnten, Eine absolute Meßmöglichkeit der mit dem Verfahren der teilweise gestörten Totalreflexion festgestellten Eigenschaft einer Oberfläche, nämlich des Traganteils, bestand bisher nicht. The testing of surfaces, especially in the field of mechanical Technology has not been applied in practice because the respective Results could only be evaluated subjectively, an absolute measurement option the property determined with the method of partially disturbed total reflection a surface, namely the contact part, did not exist until now.

Wohl hat man versucht, auf photometrischelm Wege den Traganteil zu bestimmen, jedoch konnte dies Verfahren nicht zum Ziel führen, weil die Ergebnisse durch die Farbe des Prüflings sowie durch sein Reflexionsvermögen stark beeinflußt werden. Attempts have been made to determine the contact ratio in a photometric way determine, however, this procedure failed because of the results strongly influenced by the color of the test piece and its reflectivity will.

Bei einem erfindungsgemäß ausgestalteten Oberflächenprüfgerät kann nun eine Maß angabe für die Oberflächengüte dadurch erfolgen, daß die bei der Prüfung sichtbaren Störungsstellen der Total- reflexion geometrisch ausgemessen werden, indem in den Strahlengang eine entsprechende Meßeinrichtung angeordnet wird. Hierbei wird die Tatsache berücksichtigt, daß fast sämtliche Bearbeitungsverfahren eine Hauptbearbeitungsrichtung haben, so daß eine Hauptrichtung von Riefen in der Oberfläche festzustellen ist. In the case of a surface testing device designed according to the invention, a measure of the surface quality can now be given by the fact that the during the test visible faults in the total reflection measured geometrically by placing an appropriate measuring device in the beam path. This takes into account the fact that almost all machining processes have a main machining direction, so that a main direction of grooves in the Surface is to be determined.

Die Ausmessung erfolgt nun quer zu diesen Richtungen, und zwar linear derart, daß durch die Meßeinrichtung sämtliche tragenden Stellen, die auf der Meßlinie liegen, addiert werden und zu der Gesamtstrecke in Beziehung gesetzt werden, damit nach Beendigung der Messung die Güte der Oberfläche direkt an der Meßeinrichtung ablesbar ist. Der Wert der geprüften Eigenschaft der Oberfläche (tragende Fläche) wird in Prozenten der Gesamtoberfläche angegeben und stellt den Traganteil dar. The measurement is now carried out transversely to these directions, in a linear manner in such a way that by the measuring device all supporting points on the measuring line lie, are added and related to the total distance so after completion of the measurement, the quality of the surface directly on the measuring device can be read. The value of the tested property of the surface (bearing surface) is given as a percentage of the total surface and represents the contact area.

Zur Erzeugung der gestörten Totalreflexion wird der Prüfling an die total reflektierende Fläche angedrückt. Es ist an sich bekannt, diesen Druck bei der Prüfung zu ändern. Jedoch wurde dies bisher nur zu dem Zweck benutzt, um eine größere Anlage des Prüflings an die total reflektierende Fläche zu erreichen. Dies geht vor allen Dingen schon daraus hervor, daß diese Art Oberflächenprüfung bisher nur an verhältnismäßig weichen Körpern durchgeführt wurde, die sich dementsprechend verformten und dadurch in einer größeren Fläche am Prüfprisma anlagen. To generate the disturbed total reflection, the test item is sent to the totally reflective surface pressed on. It is known per se to contribute to this pressure to change the exam. However, up to now this has only been used to create a to achieve greater contact between the test object and the totally reflective surface. this it is evident above all from the fact that this type of surface inspection has been carried out so far was only performed on relatively soft bodies, which accordingly deformed and thus in a larger area on the test prism.

Bei der Prüfung von Metallen und ähnliche27 Werkstoffen, wie sie in der mechanischen Technologie vorkommen, darf aber eine allgemeine Verformung des Prüflings nicht auftreten. Infolge dessen muß der Druck in verhältnismäßig kleinen Grenzen bleiben. When testing metals and similar27 materials like them occur in mechanical technology, but a general deformation is allowed of the test object do not occur. As a result, the pressure must be relatively small The limits remain.

Da jedoch zwischen dem Prüfprisma und dem Prüfling nur eine linienförmige Berührung stattfindet, sind die spezifischen Drücke selbst bei kleinen Anpreßkräften verhältnismäßig sehr hoch, so daß eine elastische Verformung der höchsten Oberflächenspitzen trotzdem auftritt. Arbeitet man nun mit gleichbleibenden Drücken, so ist entsprechend dem Elastizitätsmodul des Prüflings die Verformung verschieden groß und damit auch die Ausbildung der Störungsstelle in der Totatreflexion. However, there is only one line-shaped between the test prism and the test object Contact takes place, the specific pressures are even with small contact forces relatively very high, so that an elastic deformation of the highest surface peaks occurs anyway. If you now work with constant pressures, the same applies the modulus of elasticity of the test object, the deformation varies in size and thus also the formation of the point of disturbance in the total reflection.

Während man also bei beliebigen anderen Meßverfahren den Prüfdruck konstant hält, damit die Meßergebnisse gleichmäßig ausfallen, muß bei vorliegendem Meßverfahren, damit es allgemein gültige Ergebnisse liefert, die Prüfkraft jeweils dem Werkstoff des Prüflings entsprechend eingestellt werden. So while you use the test pressure for any other measuring method holds constant so that the measurement results turn out to be uniform, must with the present Measuring method so that it delivers generally valid results, the test force in each case be adjusted according to the material of the test object.

Das Wesen des erfindungsgemäßen Oberflächenprüfgerätes ist also, daß man mit ihm allgemein gültige Meßergebnisse erzielen kann dadurch, daß die Andruckkraft jeweils genau einstellbar ist, wobei die Andruckkraft nicht dazu dient, daß ausgedehnte Flächen des Gegenstandes zur Anlage kommen. The essence of the surface testing device according to the invention is therefore that one can achieve generally valid measurement results with it by the fact that the pressure force is precisely adjustable in each case, the pressing force not being used for extended Surfaces of the object come to rest.

Durch das ständige Andrücken des Prüfprismas an die zum Teil rauhen Prüflinge tritt allmählich eine Abnutzung des Prüfprismas ein, um so mehr, wenn dieses aus Billigkeitsgründen aus einem weicheren Werkstoff hergestellt ist. Das Prüfprisma selbst hat nun eine wesentlich größere Prüffläche, als im Blickfeld des Mikroskops sichtbar wird. By constantly pressing the test prism against the partly rough ones The test prism gradually wears out, all the more so when this is made of a softer material for reasons of cheapness. That The test prism itself now has a much larger test area than in the field of view of the Microscope becomes visible.

Eine wesentliche Ersparnis kann man nun dadurch erzielen, daß man in der an sich festen Anordnung von Beleuchtungsquelle, Berührungsstelle, Prüfprisma mit Prüfling und Mikroskop das Prüfprisma sol verschiebbar anordnet, daß dadurch sich im Strahlengang des Mikroskops nichts ändert, daß dabei jedoch eine andere Stelle der Prüffläche des Prüfprismas im Blickfeld des Mikroskops sichtbar wird und auch diese Stelle so lange benutzt werden kann, bis sie durch Beschädigungen unbrauchbar wird. Durch weiteres Verschieben kann auf diese Art und Weise die gesamte Prüffläclle des Prüfpmsmas ausgenutzt werden, so daß hierdurch eine wesentliche Ersparnis eintritt. Um dies zu erreichen, muß das Prisma parallel zu seiner eigentlichen Prüffläche verschoben werden, wobei die Lichtein-und-ausfallsflächen senkrecht zu den Lichtstrahlen stehenbleiben.A substantial saving can now be achieved by in the inherently fixed arrangement of the lighting source, contact point, test prism with the test specimen and microscope, the test prism sol slidably arranged that thereby nothing changes in the beam path of the microscope, but a different one Place of the test surface of the test prism is visible in the field of view of the microscope and this point can also be used until it is damaged becomes unusable. In this way, you can move the entire Test areas of the test policy are used, so that this results in an essential Saving occurs. To achieve this, the prism must be parallel to its actual Test surface can be moved, with the light-entry and exit surfaces perpendicular to it to stop the rays of light.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Surface testing device according to the method of partial disturbed total reflection, characterized in that a device in the beam path is arranged for the geometric measurement of the load-bearing surfaces.

2. Surface testing device according to claim I, characterized in that that the contact pressure of the test object against the test prism can be regulated.

3. Surface testing device according to claim I and 2, characterized in that it is characterized. that the test prism relative to the test object can be moved so that each point of the totally reflective on the surface in contact with the test object.

Printed publications: magazine »Werkstattstechnik und Werksleiter«, In36, booklet 23; French Patent No. 6IßSZo; U.S. Patent No. zo504S6; German patent specification No. 642 165.