DE19735433C2 - Meßsonde zum Messen dünner Schichten nach einem magnetischen oder Wirbelstromverfahren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßsonde zum Messen dünner Schichten auf einem Grundwerkstoff nach einem magnetischen oder Wirbelstromverfahren.

Bei der zerstörungsfreien Messung der Dicke von festen Schichten, wie Lacke, galvanische Schichten und dergleichen, auf in der Regel metallischen Grundwerkstoffen oder bei der Dickenmessung von Folien, wie Kunststoffolien, die auf einem metallischen Grundwerkstoff angebracht sind, benutzt man Schichtdickenmeßgeräte nach einem magnetischen oder dem Wir­ belstromverfahren. Bei solchen Meßgeräten ist der Meßpol des Meßsensors ballig ausgebildet mit einem Krümmungsradius von typisch 1 bis 10 mm. Der Meßsensor mit dem balligen Meßpol wird entweder unmittelbar von Hand auf die Oberfläche der zu messenden Schicht gesetzt, oder der Meßpol liegt unter der Wirkung einer vorgespannten Feder, die im Halter des Meßsen­ sors angeordnet ist, mit einer definierten Auflagekraft auf der zu messenden Schicht an. Bei dem unmittelbaren Aufsetzen der Meßsonde ist die Auflagekraft von der Schwere der Hand abhängig und kann von einigen Zehntel Newton bis zu einigen 10 Newton betragen.

Bei der Messung fester Schichten ist die unterschiedliche Auflagekraft des Meßpols von untergeordneter Bedeutung. Bei der Messung von pulvrigen oder weichen Schichten auf festem Grundwerkstoff oder von Schichten auf nachgebenden Grundwerk­ stoffen ergeben sich jedoch verschiedene Nachteile.

Bei dem Aufsetzen des Meßpols mit vorgespannter Feder im Halter der Sonde ist die Auflagekraft des Meßpols zwar kon­ stant und beträgt typisch 0,5 bis 1 Newton.

Der Nachteil dieser Sondenart für die Messung von pulvrigen oder weichen Schichten aber auch von dünnen Schichten ins­ besondere auf nachgebenden Grundwerkstoffen besteht jedoch darin, daß die Auflagekraft bei Verwendung der typischen Krümmungsradien von 1 bis 10 mm des balligen Meßpols eine so große Druckwirkung auf die Oberfläche ausübt, daß z. B. eine pulvrige oder weiche Schicht durchstoßen wird oder der Meßpol zumindest stark und unterschiedlich tief in den Schichtwerk­ stoff eindringt.

Bei nachgebenden Grundwerkstoffen kann eine Verformung des Meßgegenstandes durch die Druckwirkung hervorgerufen werden. Falsche Meßwerte sind die Folge.

Diese Gefahr besteht auch beim Absenken des Meßsensors von Hand. Die Massenträgheit des Meßsensors führt nämlich beim Aufsetzen des Meßpols auf die Oberfläche - auch wenn dieser nur einige Gramm wiegt - infolge der abrupten Verzögerung der Bewegungsgeschwindigkeit der Hand von etwa 10 bis 20 cm/s auf 0 cm/s innerhalb einer Weglänge von nur wenigen µm zu einer erheblichen Krafteinwirkung auf die Schicht, so daß der Meß­ pol insbesondere bei pulvrigen oder weichen Schichten bis auf den Grundwerkstoff durchdringen kann oder die Schicht zumin­ dest in beträchtlichem Maße eingedrückt wird. Die Massenkräf­ te liegen beim Aufsetzen der Sonden von Hand zwischen 0,2 bis 20 Newton.

In ähnlicher Weise wirken die Massenkräfte bei Messungen auf nachgebenden Materialien des Meßgegenstandes.

Eine reproduzierbare Messung bei der Verwendung von typisch benutzten bekannten Sonden auf pulvrigen oder weichen Schich­ ten oder auf Meßgegenständen mit nachgebenden Materialien bei diesen hohen und unterschiedlichen Kräften ist daher nicht möglich. Die Praxis bestätigt diese Aussage. Je nach Art des Aufsetzens der Sonde reduzieren sich die Meßwerte um einige Prozent bzw. auf Null Prozent der ursprünglichen Schichtdic­ ke. Die Meßaussage ist daher praktisch unbrauchbar. Aus die­ sem Grunde werden berührende Schichtdickenmeßsonden insbeson­ dere für die Messung von pulvrigen und weichen Schichten nicht eingesetzt.

Das gleiche gilt sinngemäß für Messungen auf Gegenständen mit nachgebenden Materialien.

In der Praxis besteht auch der dringende Wunsch, die Dicke von noch pulvrigen oder weichen Schichten noch vor dem Ein­ brennen oder Aushärten zu bestimmen, um vor dem nächsten Bearbeitungsvorgang möglichst schnell eine Korrektur durch­ führen zu können.

Zur Zeit kann die Korrektur erst nach Messen der festen Schicht, also nach dem Einbrennen bzw. Aushärten erfolgen, da die handelsüblichen Meßgeräte nur in der Lage sind, feste Schichten zu messen. Die Wartezeit, z. B. bei der Pulverbe­ schichtung, zwischen Aufbringen der Pulverschicht und der frühesten Möglichkeit der Schichtdickenmessung der einge­ brannten Schicht beträgt etwa eine Stunde; dies ist eine Zeitspanne, die sich sehr unwirtschaftlich auswirkt, wenn die Schichtdickenabweichungen korrigiert werden müssen.

Als Beispiel für zu messende Schichten seien auch dünnlac­ kierte Schichten auf Metallfolien, z. B. innenlackierte Alumi­ nium-Tuben für Zahnpasten und ähnliche Stoffgemische genannt. Herkömmliche Handmeßsonden biegen den dünnen Grundwerkstoff beim Aufsetzen des Meßpols durch und liefern daher nicht reproduzierbare Meßwerte.

Aus DE 36 22 708 A1 ist eine Meßsonde bekannt, die zum Prüfen von Endlackierungen an Kraftfahrzeug-Karosserien dient. Diese Meßsonde wird kardanisch gehalten und mittels Handhabungs­ automaten an einer Karosserie entlanggeführt. Sie wird durch den Handhabungsautomaten mit einer bestimmten Andruckkraft senkrecht auf die zu messende Oberfläche aufgesetzt. Durch die Vorspannung einer die Meßsonde abstützenden Druckfeder wird unmittelbar nach der Berührung des Sondenpols mit der zu messenden Oberfläche die volle Vorspannungskraft dieser Druckfeder wirksam. Während der Messung wird die Meßsonde durch einen Saugnapf an der Karosserie festgehalten.

Zum Abheben des Sondensystems von der Karosserie muß über die Saugleitung wieder Luft in den Saugnapf eingelassen werden. Dadurch wird die Unterdruckbeaufschlagung des Saugnapfes ge­ löst, wodurch der Saugnapf von der Oberfläche der Karosserie abhebt. Ein punktgenaues Wiederaufsetzen der Meßsonde auf den gleichen Meßpunkt zur Wiederholung und Kontrolle der ersten Messung ist dabei nicht möglich.

Eine andere Schichtdicken-Meßsonde ist aus GB 637 471 be­ kannt. Diese Meßsonde arbeitet nach dem elektromagnetischen Haftkraftprinzip. Die Haftkraft des Polstiftes, der auf die Oberfläche des beschichteten weich-magnetischen Stahl-Grund­ werkstoffes wirkt, ergibt sich aus dem Zusammenwirken einer Ankerfeder mit geringer Federkraft und der elektromagneti­ schen Kraft des Spulensystems, das durch den Gleichstrom einer Batterie gespeist wird. Die Haftkraft wird indirekt durch den Erregerstrom, der durch die Spule fließt, gemessen. Als Meßgröße dient der an einem Amperemeter gemessene Strom, der - durch stetiges Reduzieren von einem maximalen Strom ausgehend - gerade nicht mehr ausreicht, um den Polstift gegen die Druckkraft der Ankerfeder auf der Schichtoberfläche zu halten. Beim Abreißen des Polstiftes von der zu messenden Oberfläche wird ein Kontakt geschlossen, der nach dem Ein­ schalten eines Schalters ein Aufleuchten einer Lampe bewirkt. In diesem Moment muß das weitere Reduzieren des Stromes mit Hilfe zweier Widerstände gestoppt werden, da dieser Stromwert ein Maß für die Schichtdicke ist.

Ein weiteres Maß für die Schichtdicke ist die Federkraft der Ankerfeder, die als Meßfeder zusammen mit der elektromagneti­ schen Haftkraft des Polstiftes wirkt. Ein Nachlassen der Fe­ derkraft, z. B. durch Altern, verändert den Ausschlag des Am­ peremeters und damit auch die Schichtdickenanzeige. Bei die­ ser Meßvorrichtung würde das Nachlassen der Ankerfeder zu einer kleineren Schichtdickenanzeige führen als die der tat­ sächlichen Schichtdicke.

Bei der bekannten Vorrichtung ist zwar auch noch eine zweite größere Feder vorhanden, die jedoch nicht auf den Polstift wirkt und somit keine Auswirkung auf die Auflagekraft des Polstiftes auf der Schichtoberfläche hat. Außerdem ist die elektromagnetische Haftkraft bei dieser Meßsonde sehr stark abhängig von der Schichtdicke, so daß vom Meßprinzip her starke unterschiedliche Auflagekräfte entstehen müssen. Eine konstante Auflagekraft bzw. eine nahezu bei Null liegende Auflagekraft ist wegen des elektromagnetischen Haftkraftprin­ zips bei dieser bekannten Meßsonde nicht möglich. Wenn die beiden Kontakte für die Anzeigeleuchte geschlossen sind, kann durch unterschiedlich starkes Aufdrücken der Meßsonde der Pol des Polstiftes beliebig fest auf die Oberfläche gedrückt wer­ den. Diese bekannte Meßsonde ermöglicht daher insbesondere bei dünnen, pulverigen oder weichen Schichtwerkstoffen keine brauchbaren Meßergebnisse.

Aus DE 39 02 095 A1 ist noch eine weitere Meßsonde zum Messen dünner Schichten auf elektrisch leitenden Grundwerkstoffen bekannt.

Beim Aufsetzen der Sonde berührt zwar eine Schiebehülse den Meßgegenstand. Da die Sonde aber an einer äußeren Griffhülse händig gehalten wird, schiebt sich diese Griffhülse in einem Bewegungsgang nach unten in Richtung auf den Meßgegenstand. Dabei wird der Sondenkorpus über zwei Anschläge gegen die Wirkung einer Wendelfeder nach unten bewegt. Diese Wendelfe­ der hat jedoch nur die Aufgabe, den Sondenkorpus im Ruhezu­ stand in die Schiebehülse zurückzudrücken bzw. nach dem Auf­ setzen der Schiebehülse dem Sondenkorpus mit einem in Blatt­ federn gelagerten Sensorteil so lange federnd entgegenzuwir­ ken, bis die ballige Oberfläche eines den Meßpol bildenden Topfkerns auf der Oberfläche des Meßgegenstandes aufsitzt.

Ein weiches Aufsetzen der balligen Oberfläche des Meßsensors ist bei dieser bekannten Meßsonde nur im Rahmen des vorgege­ benen geringen Federweges der fest montierten beiden Blatt­ federn und somit nur in engen Grenzen möglich.

Auch bei dieser vorbekannten Meßsonde ist aufgrund der kurzen Federwege ein Entspannen des Federsystems nicht möglich, wo­ durch auch ein punktgenaues Wiederaufsetzen des Sensorsystems für einen erneuten Meßvorgang an derselben Stelle ausge­ schlossen ist. Beim Entspannen der Griffhülse ist auch ein kurzzeitiges Abheben der gesamten Meßsonde von der Meßober­ fläche bei Handbedienung nicht zu vermeiden, es sei denn, die Sonde würde in einem Stativ geführt werden. Beim Wiederauf­ setzen der Sonde von Hand wird aber in jedem Fälle eine ande­ re Meßstelle berührt.

Bei dieser bekannten Meßsonde ist die Auflagekraft durch die Konstruktionsmerkmale der Sonde und die verwendeten Blattfe­ dern fest vorgegeben. Die Einstellung einer maximalen Aufla­ gekraft durch den Bediener der Sonde ist nicht möglich. Ande­ re Auflagekräfte verlangen Sonden mit anderen Konstruktions­ merkmalen.

Die Auflagekraft des Meßsensors ist im übrigen auch von der Meßrichtung insofern abhängig, als sie bei Messungen von oben nach unten anders als bei Überkopfmessungen von unten nach oben ist. Diese Differenzauflagekräfte sind unabänderlich. Eine Anpassung des Federsystems in Abhängigkeit von der Meß­ richtung ist nicht möglich.

Bei der bekannten Meßsonde ist das Meßsystem mit zwei Blatt­ federn auch frei federnd aufgehängt und kann daher frei axial pendeln. Bei einer Bewegung der Sonde zwischen einzelnen Messungen und bei der gesamten Handhabung entstehen jedoch Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte, die das Meßsystem ständig an Anschlagflächen im Inneren der Sonde anstoßen lassen. Solche Stöße sind nachteilig für die Meßeigenschaften und die Meßgenauigkeit solcher Präzisionsmeßgeräte.

Da die Aufsetzvorgänge der Schiebehülse auf den Meßgegenstand und des Meßsystems mit der balligen Aufsetzfläche des Topf­ kerns auf die zu messende Oberfläche nicht in getrennten Schritten durchgeführt werden können, ergeben sich bei dieser bekannten Meßsonde auch noch weitere Nachteile. Der Aufsetz­ vorgang der gesamten Sonde mit ihrer Masse und mit der Masse der Hand und des Armes des Bedieners läßt sich hinsichtlich der Aufsetzgeschwindigkeit nicht kontrolliert durchführen.

Dadurch kann der Zeitpunkt des Berührens der Stirnfläche der Schiebehülse mit dem Meßgegenstand vom Bediener nicht eindeu­ tig erfaßt werden. Ein sanftes Aufsetzen des Topfkerns mit minimaler Impulsübertragung verlangt nach dem ersten Berühren der Schiebehülse ein sofortiges Abbremsen des Aufsetzvorgan­ ges, so daß das Meßsystem sehr langsam die Oberfläche be­ rührt. Dies ist aber bei der bekannten Meßsonde wegen der unkontrollierten Aufsetzgeschwindigkeit, die durch unter­ schiedlich große Massen von Sonde, Hand und Arm des Bedieners hervorgerufen wird, nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Messung dünner Schichten mit einer Meßsonde der eingangs genannten Art die statischen Auflagedrücke und die dynamischen Kräfte dahingehend zu reduzieren, daß trotz einer berührenden Mes­ sung, möglichst auch von pulvrigen oder weichen Schichten ebenso wie bei Messungen auf Gegenständen mit nachgebenden Materialien, ein reproduzierbares Meßergebnis erzielt wird, das für den Beurteilenden aussagekräftig gute Werte liefert.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mittels einer Meßsonde zum Messen dünner Schichten auf einem Grundwerkstoff nach einem magnetischen oder Wirbelstromverfahren mit einem rohr­ förmigen Sondengehäuse mit einer stirnseitigen unteren Öff­ nung für einen Meßsensor mit einem Meßpol, der am unteren Ende einer Führungseinrichtung angeordnet ist, das in der Längsachse des Sondengehäuses gegen Federwirkung anschlagbe­ grenzt verschiebbar geführt ist, wobei in der Ausgangsposi­ tion bzw. Ruhestellung des Meßsensors ein Anschlag an der Führungseinrichtung mit einem Widerlager am Sondengehäuse zusammenwirkt, dadurch gelöst, daß oberhalb des Widerlagers ein Schiebeelement für den Meßsensor am Sondengehäuse an­ schlagbegrenzt verschiebbar geführt ist, und daß im Kraftweg zwischen dem Schiebeelement und dem Meßsensor zwei mitein­ ander zusammenwirkende Schraubenfedern unterschiedlicher Fe­ derkraft angeordnet sind, die so bemessen sind, daß in der Ausgangsstellung des Meßsensors die Federkraft der einen Schraubenfeder derart geringer als die Federkraft der anderen Schraubenfeder ist, daß beim Betätigen des Schiebeelementes zuerst die eine Schraubenfeder so weit gespannt wird, bis ihre Federkraft die Gegenkraft der anderen Schraubenfeder überwindet und somit die Führungseinrichtung mit dem Meßsen­ sor erst gegen die Wirkung der anderen Schraubenfeder aus der zurückgezogenen Ruhestellung in die Meßposition bewegt wird, nach deren Erreichen ein weiterer Druck auf das Schiebeele­ ment von der ersten Schraubenfeder elastisch aufgefangen wird.

Weitere Merkmale einer solchen Meßsonde sind in den Ansprü­ chen 2 bis 29 gekennzeichnet.

Durch die federnde Anordnung der Führungseinrichtung mit dem Meßsensor im Sondengehäuse zwischen zwei miteinander zusam­ menwirkenden Schraubenfedern unterschiedlicher Federkraft wird eine sehr geringe Auflagekraft des Meßpols auf der zu messenden Schicht bei abgesenktem Meßsensor erreicht.

Beim Messen mit der erfindungsgemäßen Meßsonde wird zuerst der Sondenkörper mit seinem Sondenfuß auf die zu messende Schicht aufgesetzt. Dann erst wird der Meßsensor durch Betä­ tigen des Schiebeelementes, wie einer Griffkappe oder eines Druckstiftes, langsam und federnd auf die Oberfläche gesetzt. Der Meßpol berührt hierbei zunächst kraftlos den Meßgegen­ stand, und die Auflagekraft wächst durch weiteres Drücken des Betätigungsgliedes linear von Null aus bis zu einer vorwähl­ baren geringen Endauflagekraft.

Im entspannten, unbenutzten Zustand der Sonde wird der Meß­ sensor zurückgezogen im Inneren des Sondenkörpers festgehal­ ten und steht nicht über die Aufsetzfläche des Sondenfußes hervor.

Besonders vorteilhaft ist dabei die Möglichkeit zu einer vor­ wählbaren bzw. einstellbaren Auflagekraft des Meßsensors durch Verändern der Einspannlänge einer der beiden oder bei­ der Federn des Federsystems, indem z. B. der aufgeschraubte ringförmige Anschlag entweder in Längsrichtung der Führungs­ einrichtung nach oben oder unten verstellt wird oder Distanz­ ringe unterschiedlicher Dicke an den Enden der Schraubenfe­ dern eingesetzt werden.

Die Verdrehung von an der Außenseite der Meßsonde angebrach­ ten Ringmuttern erlaubt ebenfalls eine vorwählbare Verstel­ lung der Endauflagekraft. Insbesondere bei einer Verwendung von Schraubenzugfedern können deren Federkräfte und damit die Endauflagekraft des Sondensystems leicht durch Stellschrauben an einem Federende verändert werden.

Zum Messen wird der Sondenfuß mit seiner flanschartigen ebe­ nen Aufsetzfläche flächig auf die zu messende Schicht aufge­ setzt und wirkt wie ein kleines Stativ. Es können daher punktgenaue Wiederholungsmessungen durch wiederholtes Absen­ ken des Meßsensors aus der abgehobenen Ruhestellung in die Meßposition an ein und derselben Stelle durchgeführt werden.

Beim Messen mit der Sonde ergibt sich folgender Ablauf:

• - durch Betätigung des als Schiebeelement ausgebildeten Drückers wird zunächst die erste schwächere Schrauben­ feder so weit gespannt, bis ihre Federkraft gleich der Vorspannkraft der zweiten stärkeren Schraubenfeder ist;
• - beim weiteren Niederdrücken bewegt sich der Meßsensor mit seiner Führungseinrichtung gegen die zu messende Schicht, während die Federkräfte der beiden Schraubenfe­ dern ständig gegeneinander wirken und sich praktisch aufheben (bis auf die vernachlässigbaren Masse- und Reibungskräfte). Der Meßsensor bewegt sich dadurch nahe­ zu "schwebend" gegen die Schicht.
• - Zum Zeitpunkt des Berührens des Meßpols mit der Schicht setzt der Meßsensor kraftlos auf die Schicht auf. Eine weitere Bewegung des Schiebeelementes wird dann von der ersten Schraubenfeder aufgenommen.

Bei der Meßsonde gemäß der Erfindung wird der Meßsensor somit nach dem Aufsetzen des Sondenkörpers mit dem Sondenfuß aus einem definierten größeren Abstand gegen die zu messende Schicht geführt, und die Auflagekraft des Meßpols wächst nach der Berührung der Schicht von Null aus auf die vorwählbare eingestellte Endkraft.

Ein besonders genauer Massenausgleich beim Aufsetzen der Meßsonde auf den Meßgegenstand wird gemäß einer Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht, daß beide Schraubenfedern als Zugfeder ausgebildet sind, wobei die eine schwächere Zugfeder zwischen dem Schiebeelement und der Führungseinrichtung mit dem Meßsensor und die andere stärkere Zugfeder zwischen der Führungseinrichtung und dem Gehäusekopf angeordnet ist. Die beiden Zugfedern können dabei in besonders platzsparender Weise im Innenraum der Führungseinrichtung parallel zu deren Achse nebeneinander angeordnet sein, wobei die schwächere Zugfeder an ihrem oberen Ende mit einem oberen Quersteg an der Führungseinrichtung verbunden und mit ihrem unteren Ende an einem die Feder auf voller Länge von oben her durchset­ zenden Justierstift befestigt ist. Am oberem Ende des Ju­ stierstiftes sitzt das Schiebeelement an der Gehäuseobersei­ te. Die andere stärkere Zugfeder ist zwischen einer Halteöse im Innenraum der Führungseinrichtung oberhalb des Meßsensors und einer einstellbaren Halteöse am Gehäusekopf eingespannt. Dabei kann die Leichtgängigkeit und damit die Meßgenauigkeit der Sonde auch noch dadurch verbessert werden, daß die Füh­ rungseinrichtung mit einer Kugelführung im Sondengehäuse ge­ führt ist.

Es hat sich weiterhin überraschenderweise gezeigt, daß durch eine elastisch biegsame Folie aus einem meßtechnisch geeigne­ ten Werkstoff, z. B. aus Kunststoff oder aus Bronze, die zwi­ schen dem Meßpol des Meßsensors und dem Schichtwerkstoff angeordnet ist, der Flächendruck auf die pulvrige oder weiche Schicht sich derart vermindert, daß das Eindringen des Meßsy­ stems in die Schicht vernachlässigt werden kann und reprodu­ zierbare Meßwerte erzielt werden. Die Druckminderungsfolie ist an der Meßsonde bzw. an dem Meßgerät mit integriertem Meßsensor angebracht und ist damit Teil der Meßsonde bzw. des Meßgerätes.

Sie wird zwischen Meßpol und Schicht angeordnet und vergrö­ ßert somit den Krümmungsradius der Kontaktfläche des Meßpols. Hierdurch verringert sich der spezifische Auflagedruck, was insbesondere bei sehr weichen und pulverigen Schichtwerkstof­ fen zu einer höheren Meßgenauigkeit führt.

Um die günstige Anfangscharakteristik des Meßsensors bei der Messung dünner Schichten besser zu nutzen, kann der Sondenfuß mit der Folie auch von dem Sondenkörper zum Beispiel durch Schrauben abgenommen werden und gegen einen anderen Sondenfuß ohne Folie mit flächigen Aufsetzstellen ersetzt werden. Der Dickenwert der Folie wird bei der Auswertung der Meßergeb­ nisse in Abzug gebracht, so daß nur noch die Dicke der Schicht auf dem Grundwerkstoff gemessen wird.

Hierbei kommt es nicht darauf an, den tatsächlich absolut höchsten Dickenwert zu bestimmen. Für die Vorausbestimmung jener Schichtdicke, die sich nach dem Einbrennen oder Aushär­ ten ergibt, genügt es, einen typischen Dickenwert der pulv­ rigen oder weichen Schicht zu bestimmen. Dieser typische Dickenwert, auch wenn er etwas kleiner ist als der absolut höchste Wert, steht in einem festen und durch Versuche be­ kannten Zusammenhang zur festen Schicht, die sich nach dem Einbrennen oder Aushärten ergibt.

Durch die an den Meßsonden zusätzlich angebrachte Druckminde­ rungsfolie wird mit einem unwesentlichen Mehraufwand ein bisher nicht abgedeckter Anwendungsbereich derartiger Schichtdickenmeßgeräte erfaßt. Die Anwendung der Meßsonden ist auch bei Verwendung der "Druckminderungsfolie" der Hand­ habung bekannter Meßsonden und Geräte sehr ähnlich, so daß der Bedienende keine neuen Handhabungsregeln lernen muß.

Beim Einsatz der Meßsonde mit Druckminderungsfolie und Auf­ setzspitzen am Sondenfuß hat sich das Durchstoßen von pulv­ rigen oder weichen Schichten mit den Aufsetzspitzen nicht als nachteilig erwiesen, da sich weiche Schichten nach dem Ab­ heben der Sonde wieder schließen bzw. die Pulverschicht nach dem Einbrennen sich durch Schmelzen des Pulvers ebenfalls wieder schließt. Der Sondenfuß wirkt wie ein kleines Stativ. Die Messungen sind dadurch bei aufgesetztem Sondenkörper beliebig wiederholbar durch Loslassen und erneutes Drücken des Betätigungsgliedes.

Beim Messen mit der Meßsonde wird der Meßsensor nach dem Aufsetzen des Sondenkörpers mit dem Sondenfuß aus einem defi­ nierten Abstand gegen die zu messende Schicht geführt, und die Auflagekraft des Meßpols wächst nach der Berührung der Druckminderungsfolie oder der zu messenden Schicht von Null aus auf die vorwählbare eingestellte Endkraft.

Die Druckminderungsfolie hat auch den Vorteil, daß kein oder nur sehr wenig Pulverstaub in den Bewegungsmechanismus der Schichtdickenmeßsonde eindringt. Wenn Pulver eindringt, er­ gibt sich eine unkontrollierte Reibung an den beweglichen Teilen und führt zu unterschiedlichen Anlagekräften, die keine reproduzierbaren Messungen ermöglichen. Dem wird durch die Druckminderungsfolie entgegengewirkt.

Der abschraubbare Sondenfuß erlaubt auch in einfacher Weise ein gegebenenfalls notwendiges Säubern der innenliegenden Führungsflächen für den Meßsensor von eingedrungenem Pulver­ staub durch Ausblasen oder Druckluft.

Der abschraubbare Sondenfuß kann auch durch einen Sondenfuß mit einer umgekehrt V-förmigen Kerbe oder Nut zum Messen an längsgewölbten oder zylindrischen, auch rohrförmigen Gegen­ ständen ersetzt werden.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer Meßsonde im Ruhezustand des Meßsensors, wobei der Meßsensor sich in einem Abstand oberhalb der Meßposition befindet,

Fig. 2 einen Schnitt durch die Meßsonde von Fig. 1 in der Meßposition, in der der Meßsensor mit dem Meßpol auf einer Druckminderungsfolie aufliegt zur Messung einer pulvrigen oder weichen Schicht auf einem festen Grundwerkstoff,

Fig. 3 einen Ausschnitt III von Fig. 1 in vergrößerter Teildarstellung,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine abgewandelte zweite Ausführungsform einer Meßsonde, bei der der Meßsen­ sor durch Druck auf einen endseitigen Druckstift nach dem Druckbleistift-Prinzip in Meßposition gebracht wird,

Fig. 5 eine Außenansicht dieser zweiten Meßsonde,

Fig. 6 noch einen Längsschnitt durch eine weitere verbes­ serte Ausführung einer solchen Meßsonde,

Fig. 7 einen ersten Schnitt durch diese Sonde gemäß Schnittlinie VII-VII von Fig. 6,

Fig. 8 einen zweiten Schnitt gemäß Schnittlinie VIII- VIII und

Fig. 9 einen Schnitt durch den Sondenfuß mit umgekehrt V- förmiger Kerbe oder Nut zum Messen an längsgewölb­ ten Gegenständen.

Bei dem in Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel einer Meßsonde 1 ist an einem mehrteiligen zylindrischen Sondengehäuse 5 eine Griffkappe 2a als Schiebeelement 2 gegen den Druck von zwei unterschiedlich bemessenen Schraubenfedern 4 und 10 längsverschiebbar geführt. Beide Schraubenfedern 4 und 10 sind koaxial zueinander auf einem Führungsrohr als Führungseinrichtung 3 angeordnet, das an seinem unteren Ende einen Meßsensor 12 mit einem balligen Meßpol 13 trägt. Von der Griffkappe 2a sind zwei Mitnahmestifte 6, 6a radial nach innen gerichtet, mit denen die Griffkappe 2a am Sondengehäuse 5 in Führungsschlitzen 8, 8a längsverschiebbar geführt ist. Die Mitnahmestifte 6, 6a liegen an einem Auflagering 7 am oberen Ende der Schraubenfeder 4 auf zum Absenken des Meßsen­ sors 12 mit dem Meßpol 13 aus der in Fig. 1 gezeigten Ruhe­ stellung, in der der Meßpol sich in einer abgehobenen Stel­ lung in einem größeren definierten Abstand von der zu messen­ den Schicht 19 befindet, in die Meßposition von Fig. 2. Die Schicht 19 befindet sich auf einem Grundwerkstoff 20.

Wie in Fig. 1 und 2 im einzelnen zu erkennen ist, hat die Meßsonde 1 ein rohrförmiges Sondengehäuse 5 mit einer stirn­ seitigen unteren Öffnung 5a für den Meßsensor 12 mit dem Meßpol 13.

Der am unteren Ende der Führungseinrichtung 3 angeordnete Meßsensor 12 ist mit dem Führungsrohr in der Längsachse des Sondengehäuses 5 gegen Federwirkung anschlagbegrenzt geführt.

Ein ringförmiger Anschlag 9 am Führungsrohr wirkt mit einem ringförmigen Widerlager 9a am Sondengehäuse 5 zusammen.

Am Sondengehäuse 5 ist oberhalb des Widerlagers 9a für den Anschlag 9 der Führungseinrichtung 3 ein Drücker 2 für den Meßsensor 12 in der Längsachse des Sondengehäuses 5 ebenfalls anschlagbegrenzt verschiebbar geführt. Der Drücker 2 kann eine Griffkappe 2a (Fig. 1 und 2) oder ein Druckstift 2b (Fig. 4 und 5) sein.

Zwischen dem Drücker oder Schiebeelement 2 und dem Anschlag 9 an der Führungseinrichtung 3 ist die erste Schraubenfeder 4 angeordnet, die als Druckfeder ausgebildet ist und durch die der Drücker gegenüber dem Meßsensor 12 federnd abgestützt wird.

Zwischen dem Anschlag 9 am Führungsrohr und einem unteren ringförmigen Widerlager 30 am Sondengehäuse 5 ist außerdem die zweite Schraubenfeder 10 angeordnet, die ebenfalls als Druckfeder ausgebildet ist und der ersten Schraubenfeder 4 entgegenwirkt. Der Meßsensor 12 ist im Ruhezustand von Fig. 1 im Abstand oberhalb der Öffnung 5a für den Meßpol 13 im Sondengehäuse 5 federnd abgestützt.

Die Federkraft der ersten Schraubendruckfeder 4 ist in Aus­ gangsstellung, in der der Anschlag 9 an dem Widerlager 9a anliegt, derart geringer als die Federkraft der zweiten Schraubendruckfeder 10, daß beim Niederdrücken des Drückers 2 zuerst die erste Schraubenfeder 4 so weit zusammengedrückt wird, bis ihre Federkraft die Gegenkraft der zweiten Schrau­ benfeder 10 überwindet und somit die Führungseinrichtung 3 mit dem Meßsensor 12 gegen die Wirkung der zweiten Schrauben­ feder 10 aus der zurückgezogenen Ruhestellung in die Meßposi­ tion von Fig. 2 bewegt wird. Nach dem Erreichen der Meßposi­ tion wird ein weiterer Druck auf den Drücker 2 von der ersten Schraubenfeder elastisch aufgefangen.

Der Anschlag 9 für die beiden Schraubenfedern 4, 10 ist an der Führungseinrichtung 3 axial verstellbar. Er ist zweck­ mäßig als eine am Führungsrohr in einem Gewinde 3a ver­ stellbare Ringmutter ausgebildet.

Auf dem Führungsrohr können an den Enden der Schraubenfedern 4, 10 ein oder mehrere Distanzringe 31, 32 zur Einstellung der Endauflagerkraft des Meßpols 13 auf der zu messenden Schicht 19 angeordnet sein.

Das Sondengehäuse 5 hat einen rings um die Öffnung 5a für den Meßsensor 12 flanschartig verbreiterten Sondenfuß 33.

Dieser Sondenfuß 33 ist am unteren Teil des Sondengehäuses 5 mittels eines Schraubgewindes 34 oder einer Bajonettverbindung lösbar befestigt. Der Sondenfuß 33 besteht aus klarsichtigem Acrylglas.

Bei dem in Fig. 1 und 2 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel ist das, Schiebeelement 2 für den Meßsensor 12 als eine das obere Ende des Sondengehäuses 5 übergreifende zylindrische Griffkappe 2a ausgebildet mit zwei radial nach innen gerich­ teten Mitnahmestiften 6, 6a, die in parallel gegenüberliegen­ den Längsschlitzen 8, 8a am Sondengehäuse 5 beiderseits der Führungseinrichtung 3 anschlagbegrenzt geführt sind und mit ihren freien Enden auf einem Auflagering 7 äls oberes Wider­ lager für die erste Schraubenfeder 4 aufliegen.

Am Sondengehäuse 5 ist eine axial verstellbare Ringmutter 35 als unterer Endanschlag für die Griffkappe 2a angeordnet. Diese Ringmutter 35 kann in einem Gewinde 36 ganz nach Bedarf verstellt werden.

Bei dem in Fig. 4 und 5 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiel einer derartigen Meßsonde 1 ist das Schiebeelement 2 für den Meßsensor 12 als ein rohrförmiger Druckstift 2b ausgebildet. Dieser Druckstift 2b ist auf dem oberen Ende der Führungs­ einrichtung 3 und außerdem in einer konzentrischen Öffnung 37 am oberen Ende des Sondengehäuses 5 teleskopartig und an­ schlagbegrenzt verschiebbar angeordnet. Er dient mit seinem unteren ringförmigen Ende als Widerlager für die obere Schraubenfeder 4, wobei in Fig. 4 ein Distanzring 31 zur Veränderung der Federkraft am oberen Ende der Schraubenfeder 4 angeordnet ist.

Der Druckstift 2b hat am unteren Ende einen Ringflansch 38, mit dem er an einem inneren Rücksprung 39 am oberen Ende des Sondengehäuses 5 axial abgestützt ist. Außerdem hat der Druckstift 2b einen Längsschlitz 40 und das Führungsrohr einen Längsschlitz 40a für einen vom Sondengehäuse 5 als Verdrehsicherung nach innen hervorstehenden Bolzen 41.

Am Druckstift 2b ist außerdem eine auf einem Gewinde 42 ver­ stellbare Ringmutter 43 mit einer Skala 44 zum vorwählbaren Einstellen der Endauflagekraft auf dem Meßgegenstand durch Begrenzung des Weges beim Niederdrücken des Betätigungsglie­ des oder Drückers 2 vorgesehen.

Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel befinden sich an den Enden der beiden Schraubenfedern 4, 10 jeweils Distanzringe 31, 32 zur Einstellung der Federkräfte der gegeneinander wirkenden beiden Schraubenfedern.

Bei beiden gezeigten Ausführungsbeispielen geht am oberen Ende der Meßsonde 1 von der Griffkappe 2a oder dem Druckstift 2b ein Sondenkabel 18 aus, das mit einem Knickschutz 17 ver­ sehen und im Inneren der Meßsonde 1 mittels flexibler An­ schlußdrähte 11 mit einer im Innenraum der Führungseinrich­ tung 3 für den Meßsensor 12 angeordneten Leiterplatte 45 (Fig. 4), die an den Meßsensor 12 angeschlossen ist, verbun­ den ist.

Beide Meßsonden 1 können in der vorstehend beschriebenen Aus­ führungsform für die Messung fester Schichten 19 auf festen Grundwerkstoffen 20 eingesetzt werden. Der Sondenfuß 33 ruht hierbei mit seiner flachen ebenen Unterseite 33a auf der zu messenden Schicht auf, wobei der Meßsensor 12 im Sondengehäu­ se 5 zunächst die in Fig. 1 und 4 gezeigte Ruhestellung in einem mehr oder weniger großen Abstand von der zu messenden Schicht 19 einnimmt, aus der er für jeden Meßvorgang mittels des Schiebeelementes 2, der Griffkappe 2a oder des Druckstif­ tes 2b, in die Meßposition von Fig. 2 abgesenkt wird.

Um die Meßsonde 1 auch zum Messen pulvriger oder weicher Schichten 19 auf festen oder gegebenenfalls auch begrenzt nachgiebigen Grundwerkstoffen 20 einsetzen zu können, sind am Sondenfuß 33 rings um die Öffnung 5a für den Meßsensor 12 Einschrauböffnungen für mindestens drei Aufsetzspitzen 16 an­ geordnet.

Außerdem ist in der Öffnung 5a für den Meßsensor 12 am Son­ denfuß 33 eine Folie 15 zur Druckminderung angebracht. Diese besteht aus einem elastischen formbeständigen Werkstoff, wie Kunststoff oder Bronze, der so beschaffen ist, daß an ihm pulvrige Schichtwerkstoffe weitestgehend nicht haften. Sie ist an ihrem Umfang in einer Ringnut 14 am Sondenfuß 33 mem­ branartig eingelegt und weist zweckmäßig einen wellenförmigen äußeren Bereich auf ähnlich einer Lautsprechermembran.

Wie in Fig. 5 gestrichelt angedeutet ist, kann bei beiden Ausführungsbeispielen zwischen dem Schiebeelement 2 und dem Meßsensor 12 ein pneumatisches oder hydraulisches Dämpfungs­ system 50 angeordnet sein, das unabhängig von der Betäti­ gungsgeschwindigkeit von Hand den Meßsensor 12 weitestgehend mit einer gleichmäßigen, aber langsamen Geschwindigkeit gegen die Folie 15 bzw. auf die zu messende Schicht 19 absenken läßt.

Fig. 1 und 2 lassen die Funktionsweise der Schichtdickenmeß­ sonde 1 erkennen. In Fig. 1 ist der an der Führungseinrich­ tung 3 befestigte Meßsensor 12 noch in das Sondengehäuse 5 eingeschoben und wird durch die Schraubenfeder 10 in der gezeigten Anschlagposition gehalten. Der Meßpol 13 berührt nicht die Folie 15. Die Folie 15 ist daher entspannt und locker in der Ringnut 14 angeordnet.

In Fig. 2 ist die Meßsonde in Meßposition dargestellt. Zur Messung wird das Sondengehäuse 5 mit den drei Aufsetzspitzen 16 auf den Grundwerkstoff 20 mit der zu messenden, noch pulv­ rigen oder weichen Schicht 19 aufgesetzt. Danach wird die Griffkappe 2a gegen den Druck der Schraubenfeder 4 von Hand langsam nach unten geschoben. Die in der Griffkappe 2a befe­ stigten Mitnahmestifte 6 und 6a drücken dabei die Feder 4 über den Auflage- oder Mitnahmering 7 so weit zusammen, bis die Vorspannungskraft der das Führungsrohr mit dem Meßsensor 12 umgebenden zweiten Schraubenfeder 10 überwunden worden ist und der Meßsensor 12 mit dem Meßpol 13 verzögert auf der Folie 15 zur Anlage kommt und diese mit einer definierten geringen Kraft gegen die Schicht 19 drückt.

Der Meßpol 13 biegt dabei die Folie 15 durch, bis sie die Oberfläche der Schicht 19 berührt.

Die Federkräfte der beiden Schraubenfedern 4 und 10 sind so dimensioniert, daß sie in der Summe gerade die Eigenspannung der Folie 15 überwinden und nur noch eine geringe Auflage­ kraft auf die zu messende Schicht 19 einwirkt.

Durch den erheblich größeren Krümmungsradius der durchgeboge­ nen Folie 15, mit dem diese auf der Schicht 19 aufliegt, gegenüber dem typischen Krümmungsradius des Meßpols 13, und durch die geringere Auflagekraft der Folie 15 auf der Schicht 19 gegenüber der Auflagekraft herkömmlicher Sonden ergibt sich insgesamt eine erhebliche Druckminderung.

Im übrigen arbeitet auch die Meßsonde von Fig. 4 und 5 so, wie anhand des Ausführungsbeispieles von Fig. 1 bis 3 vor­ stehend beschrieben. Gleiche Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie dort versehen. Statt als Druckfedern können die Schraubenfedern 4, 10 gegebenenfalls auch in Form von Zugfedern zur Anwendung kommen.

Letzteres ist bei dem dritten Ausführungsbeispiel von Fig. 6 bis 8 oder 9 der Fall. Bei dieser Meßsonde sind beide Schrau­ benfedern als Zugfeder ausgebildet. Dabei ist die eine schwä­ chere Zugfeder 104 zwischen dem Schiebeelement 2 und der Führungseinrichtung 3 mit dem Meßsensor 12 und die andere stärkere Zugfeder 110 zwischen der Führungseinrichtung 3 und dem Gehäusekopf 5b angeordnet.

Beide Zugfedern 104, 110 sind im Innenraum des als Führungs­ einrichtung 3 dienenden Führungsrohres parallel zu dessen Achse nebeneinander angeordnet. Die schwächere Zugfeder 104 ist an ihrem oberen Ende mit einem form- und kraftschlüssig in das Führungsrohr eingesetzten oberen Quersteg 3b verbunden und mit ihrem unteren Ende an einem die Feder 104 auf voller Länge von oben her durchsetzenden Justierstift 111 befestigt ist, an dessen oberem Ende das Schiebeelement 2 oder der Drücker an der Gehäuseoberseite sitzt. Die andere stärkere Zugfeder 110 ist zwischen einer Halteöse 112 im Führungsrohr 3 oberhalb des Meßsensors 12 und einer einstellbaren Halteöse 113 am Gehäusekopf 5b eingespannt.

Die rohrförmige Führungseinrichtung 3 ist besonders leicht­ gängig mit einer Kugelführung 114 im Sondengehäuse 5 geführt. Hierdurch können die beiden Zugfedern 104, 110 genau aufein­ ander abgestimmt werden, um besonders geringe Auflagekräfte zu erzielen.

Der Justierstift 111 für die schwächere Zugfeder 104 ist am Schiebeelement 2 oder Drücker mittels eines oberen Gewinde­ kopfes 115 von außen her längeneinstellbar befestigt. Das obere Federende 104a dieser Zugfeder 104 ist, wie in Fig. 8 gezeigt, seitlich aufgeklappt und mittels einer Halteschraube 118 an dem Quersteg 3b befestigt.

Die obere Halteöse 113 für die stärkere Zugfeder 110 ist dabei Teil einer Stellschraube 116, die im Gehäusekopf 5b oberhalb der Führungseinrichtung 3 längeneinstellbar ange­ bracht ist.

Außerdem ist das Schiebeelement 2 im Gehäusekopf 5b mittels einer zusätzlichen schwachen Druckfeder 117 abgestützt, die bei der Betätigung des Meßsensors 12 lediglich einen leichten Fingerdruck erzeugt, jedoch ohne Wirkung auf die Funktion der beiden Zugfedern ist.

Ebenso wie bei den beiden anderen Ausführungsformen hat auch bei dieser Meßsonde der Meßpol, wenn er die zu messende Ober­ fläche berührt, zunächst die Auflagekraft Null, und diese steigt anschließend linear auf den einstellbaren Grenzwert an. Der Grenzwert ist von Null Newton bis z. B. einige Hun­ dertstel Newton durch den Bediener einstellbar.

Durch das Festhalten der Meßsonde in der Meßstellung auf der Oberfläche des Meßgegenstandes und durch erneutes Drücken des Schiebeelementes wird aufgrund der präzisen Führung des Sen­ sorsystems in der Gehäuseanordnung ein punktgenaues Wieder­ aufsetzen des Meßsensors auf die Oberfläche des Meßgegenstan­ des gewährleistet.

Die je nach Auslegung nahezu gleichstarken Zugfedern wirken dabei so miteinander zusammen, daß nur die Differenzkraft als Auflagekraft des Meßpols zur Wirkung kommt, unabhängig davon, wie fest das Sondengehäuse auf die Oberfläche gedrückt wird und wie fest das Schiebeelement oder der Drücker in das Son­ dengehäuse hineingedrückt wird. Die Differenzkraft kann im Extremfall auch Null sein. Die Auflagekraft ist unabhängig von der Schichtdicke.

Die Führungseinrichtung 3 kann als Rohr, Stößel, Stab, Kugel­ führung oder in einer anderen geeigneten Form ausgebildet sein, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Ebenso können alle gezeigten Ausführungen der Meßsonde auch mit einem abschraubbaren Sondenfuß 33 versehen werden, der, wie in Fig. 9 gezeigt ist, eine umgekehrt V-förmige Kerbe oder Nut 119 zum Messen an längsgewölbten Gegenständen hat.

Claims (29)

1. Meßsonde zum Messen dünner Schichten auf einem Grund­ werkstoff nach einem magnetischen oder Wirbelstromver­ fahren mit einem rohrförmigen Sondengehäuse (5) mit einer stirnseitigen unteren Öffnung (5a) für einen Meß­ sensor (12) mit einem Meßpol (13), der am unteren Ende einer Führungseinrichtung (3) angeordnet ist, die in der Längsachse des Sondengehäuses (5) gegen Federwirkung anschlagbegrenzt verschiebbar geführt ist, wobei in der Ausgangsposition bzw. Ruhestellung des Meßsensors (12) ein Anschlag (9) an der Führungseinrichtung (3) mit einem Widerlager (9a) am Sondengehäuse zusammenwirkt,
dadurch gekennzeichnet, daß
oberhalb des Widerlagers (9a) ein Schiebeelement (2) für den Meßsensor (12) am Sondengehäuse (5) anschlagbegrenzt verschiebbar geführt ist,
und daß im Kraftweg zwischen dem Schiebeelement (2) und dem Meßsensor (12) zwei miteinander zusammenwirkende Schraubenfedern (4, 10) unterschiedlicher Federkraft an­ geordnet sind, die so bemessen sind,
daß in der Ausgangsstellung des Meßsensors (12) die Federkraft der einen Schraubenfeder (4) derart geringer als die Federkraft der anderen Schraubenfeder (10) ist,
daß beim Betätigen das Schiebeelementes (2) zuerst die eine Schraubenfeder (4) so weit gespannt wird, bis ihre Federkraft die Gegenkraft der anderen Schraubenfeder (10) überwindet und somit die Führungseinrichtung (3) mit dem Meßsensor (12) erst gegen die Wirkung der ande­ ren Schraubenfeder (10) aus der zurückgezogenen Ruhe­ stellung in die Meßposition bewegt wird, nach deren Erreichen ein weiterer Druck auf das Schiebeelement (2) von der ersten Schraubenfeder (4) elastisch aufgefangen wird.

2. Meßsonde nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schraubenfedern (4, 10) als Druckfedern ausgebildet und an der Führungseinrichtung (3) koaxial hintereinander angeordnet sind.

3. Meßsonde nach Anspruch 1 und 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die erste Schrauben­ feder (4) zwischen dem Schiebeelement (2) und einem verstellbaren Anschlag (9) an der Führungseinrichtung (3) angeordnet ist, und daß die zweite Schraubenfeder (10) zwischen dem verstellbaren Anschlag (9) an der Führungseinrichtung (3) und einem unteren Widerlager (30) am Sondengehäuse (5) eingespannt ist und die Führungseinrichtung (3) mit dem Meßsensor (12) im Ruhezustand gegen ein Widerlager (9a) am Sondengehäuse (5) andrückt, wobei der Meßsensor (12) einen solchen Abstand von der Öffnung (5a) am Son­ dengehäuse (5) einnimmt, der dem Federweg der zweiten Schraubendruckfeder (10) beim Betätigen des Schiebeele­ mentes (2) für einen Meßvorgang entspricht.

4. Meßsonde nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (9) für die Schraubenfedern (4, 10) an der Führungseinrichtung (3) axial verstellbar ist.

5. Meßsonde nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (9) für die beiden Schraubenfedern (4, 10) eine an der Füh­ rungseinrichtung (3) in einem Gewinde(3a) verstellbare Ringmutter ist.

6. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß auf der Führungseinrichtung (3) am Ende der Schraubenfedern (4, 10) ein oder mehrere Distanzringe (31, 32) zur Einstel­ lung der Endauflagekraft des Meßpols (13) auf der zu messenden Schicht (19) angeordnet sind.

7. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß das Sondengehäuse (5) einen rings um die Öffnung (5a) für den Meßsensor (12) flanschartig verbreiterten Sondenfuß (33) hat.

8. Meßsonde nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Sondenfuß (33) am unteren Teil des Sondengehäuses (5) mittels eines Schraubgewindes (34) oder einer Bajonettverbindung lösbar befestigt ist.

9. Meßsonde nach Anspruch 7 oder 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Sondenfuß (33) aus klarsichtigem Acrylglas besteht.

10. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß das Schiebeelement (2) für den Meßsensor (12) als eine das obere Ende des Sondengehäuses (5) übergreifende zylin­ drische Griffkappe (2a) ausgebildet ist mit zwei von der Griffkappe (2a) radial nach innen gerichteten Mitnahme­ stiften (6, 6a), die in einander parallel gegenüberlie­ genden Längsschlitzen (8, 8a) am Sondengehäuse (5) bei­ derseits der Führungseinrichtung (3) anschlagbegrenzt geführt sind und mit ihren freien Enden auf einem Aufla­ gering (7) als oberes Widerlager für die erste Schraubenfeder (4) aufliegen.

11. Meßsonde nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß am Sondengehäuse (5) eine axial verstellbare Ringmutter (35) als unterer Endan­ schlag für die Griffkappe (2a) angeordnet ist.

12. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß das Schiebeelement (2) für den Meßsensor (12) als ein rohr­ förmiger Druckstift (2b) ausgebildet ist, der auf dem oberen Ende der Führungseinrichtung (3) und in einer konzentrischen Öffnung (37) am oberen Ende des Sondenge­ häuses (5) teleskopartig und anschlagbegrenzt verschieb­ bar angeordnet ist und mit seinem unteren ringförmigen Ende als Widerlager für die obere Schraubenfeder (4) dient.

13. Meßsonde nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Druckstift (2b) am unteren Ende einen Ringflansch (38) aufweist, mit dem er an einem inneren Rücksprung (39) am oberen Ende des Sondengehäuses (5) axial abgestützt ist.

14. Meßsonde nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckstift (2b) einen Längsschlitz (40) und die Führungseinrichtung (3) einen Längsschlitz (40a) für einen vom Sondengehäuse als Verdrehsicherung nach innen hervorstehenden Bolzen (41) aufweisen.

15. Meßsonde nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß am Druckstift (2b) eine Ringmutter (43) mit einer Skala (44) zum vorwähl­ baren Einstellen der Endauflagekraft auf dem Meßgegen­ stand durch Begrenzung des Weges beim Niederdrücken des Betätigungsgliedes oder Drückers (2) vorgesehen ist.

16. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 15, da­ durch gekennzeichnet, daß am obe­ ren Ende der Meßsonde (1) von der Griffkappe (2a) oder dem Druckstift (2b) ein Sondenkabel (18) ausgeht, das im Inneren der Meßsonde (1) mittels flexibler Anschlußdräh­ te (11) mit einer im Innenraum der Führungseinrichtung (3) für den Meßsensor (12) angeordneten Leiterplatte (45), die an den Meßsensor (12) angeschlossen ist, ver­ bunden ist.

17. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 16, da­ durch gekennzeichnet, daß am Son­ denfuß (33) rings um die Öffnung (5a) für den Meßsensor (5) mindestens drei Aufsetzspitzen (16) angeordnet sind.

18. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 17, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Öffnung (5a) für den Meßsensor (12) am Sondenfuß (33) eine Folie (15) zur Druckminderung angebracht ist.

19. Meßsonde nach Anspruch 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Folie (15) zur Druck­ minderung aus einem elastischen formbeständigen Werk­ stoff, wie Kunststoff oder Bronze, besteht, der so be­ schaffen ist, daß an ihm pulvrige Schichtwerkstoffe weitestgehend nicht haften.

20. Meßsonde nach Anspruch 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Folie (15) zur Druck­ minderung an ihrem Umfang in einer Ringnut (14) am Son­ dengehäuse (5) oder am Sondenfuß (33) membranartig an­ geordnet ist.

21. Meßsonde nach Anspruch 18, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Folie (15) einen wel­ lenförmigen äußeren Bereich aufweist.

22. Meßsonde nach einem der Ansprüche 1 bis 21, da­ durch gekennzeichnet, daß zwischen dem Betätigungsglied (2) und dem Meßsensor (12) ein pneumatisches oder hydraulisches Dämpfungssystem (50) angeordnet ist, das unabhängig von der Betätigungsge­ schwindigkeit von Hand den Meßsensor (12) weitestgehend mit einer gleichmäßigen, aber langsamen Geschwindigkeit gegen die Folie (15) und die zu messende Schicht (19) absenken läßt.

23. Meßsonde nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß mindestens eine der beiden Schraubenfedern (4, 10) als Druckfeder ausgebildet ist.

24. Meßsonde nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß beide Schraubenfedern (4, 10) als Zugfeder ausgebildet sind, wobei die eine schwä­ chere Zugfeder (104) zwischen dem Schiebeelement (2) und der Führungseinrichtung (3) mit dem Meßsensor (12) und die andere stärkere Zugfeder (110) zwischen der Füh­ rungseinrichtung (3) und dem Gehäusekopf (5b) angeordnet ist.

25. Meßsonde nach Anspruch 24, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die beiden Zugfedern (104, 110) im Innenraum der Führungseinrichtung (3) parallel zu deren Achse nebeneinander angeordnet sind, wobei die schwächere Zugfeder (104) an ihrem oberen Ende mit einem oberen Quersteg (3b) an der Führungseinrichtung (3) verbunden und mit ihrem unteren Ende an einem die Feder (104) auf voller Länge von oben her durchsetzenden Ju­ stierstift (111) befestigt ist, an dessen oberem Ende das Schiebeelement (2) oder der Drücker an der Gehäuse­ oberseite sitzt, und daß die andere stärkere Zugfeder (110) zwischen einer Halteöse (112) im Innenraum der Führungseinrichtung (3) oberhalb des Meßsensors (12) und einer einstellbaren Halteöse (113) am Gehäusekopf (5b) eingespannt ist.

26. Meßsonde nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrich­ tung (3) mit einer Kugelführung (114) im Sondengehäuse (5) geführt ist.

27. Meßsonde nach Anspruch 24, 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Justierstift (111) für die schwächere Zugfeder (104) am Schiebeelement (2) oder Drücker mittels eines oberen Gewindekopfes (115) von außen her längeneinstellbar befestigt ist.

28. Meßsonde nach einem der Ansprüche 24 bis 27, da­ durch gekennzeichnet, daß die obere Halteöse (113) für die stärkere Zugfeder (110) Teil einer Stellschraube (116) ist, die im Gehäusekopf (5b) oberhalb der Führungseinrichtung (3) längeneinstellbar angebracht ist.

29. Meßsonde nach einem oder mehreren der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebeelement (2) im Gehäusekopf (5b) mittels einer zusätzlichen schwachen Druckfeder (117) abgestützt ist, die bei der Betätigung des Meßsensors (12) lediglich einen leichten Fingerdruck erzeugt, jedoch ohne Wirkung auf die Funktion der beiden Zugfedern ist.