DE7336864U - Kugelsektor für Meßtaster - Google Patents

Description

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PATENTANWALT DIPL.-ING. ULRICH KINKELIN ₄

7032 Sindelfingen -Auf dem Goldberg-Weimarer Str. 32/34 - Telefon 07031/86501

29. September 1973 11 386

Ludwig Streng, 7036 Schönaich, Falkenstraße 9
KUGELSEKTOR FÜR MESSTASTER

Die erfindung betrifft einen kugelsektor zur befestigung auf den Stirnflächen eines vveicheisenmagnetischen magnetjoches eines meßtasters, welcher meßtaster zur messung der dicke dünner, nicht ferromagnetischer schichten auf einer ferromagnetischen unterlage dient, wobei der kugelsektor eine abgeschliffene kugellager-kugel ist.

Gemäß einem älteren Vorschlag verwendet man als kugelsektoren kugellager-kugeln, die man eben abgeschliffen hat. Die schliff-flache wird dann stoffschlüssig mit der oberseite von schraubenköpfen verbunden und diese schrauben werden dann in sacklöcher des magnetjoches hineingeschraubt.

Kugellager-kugeln stellen -war ein hochgenaues und dabei trotzdem wegen der massen-. fertigung vergleichsweise billiges bauteil dar. Ihre oberfläche ist jedoch zu wenig abriebfest. Dies bedeutet, daß man im laufe der zeit keine echte kugelfläche mehr

hat und der magnetische widerstand unterschiedlich wird, je nachdem, mit welchem winkel man den meßtaster auf das zu prüfende werkstück aufsetzt.

Zwar mildert man diese nachfeile beim älteren Vorschlag dadurch, daß man die tasterspitzen auswechselbar macht. Weil die tasterspitzen jedoch sehr klein sind, kann man sie nicht von hand festziehen und zum auswechseln wieder von hand lösen. Vielmehr be-

darf es hierzu einer spezial zange.

Schließlich kann es vorkommen, daß man gebrauchte tasterspitzen mit ungebrauchten . verwechselt, weil es sehr schwierig ist, zu erkennen, ob ein abrlebvon z. b. 3 u erfolgt ist oder.nicht.

Unter allem, diesem leidet natürlich die meßsicherheit.

Aufgabe der neuerung ist es, kugelsektoren anzugeben, die ebenso hochgenau sind, ' ;

wie die bekannten kugelsektoren, deren maßhaltigkeit über die zeit hinweg so groß

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sind, daß die lebensdauer der tasterspitzen etwa gleich der lebensdauer des,meßtasrersj ',j ,J₁ ii.it|||ij|:

ist und die trotz alle dieser Vorzüge im vergleich zu den vorgeschlagenen tasterspitzen billig sind.

Erfindungsgemäß wird diese aufgäbe durch folgende merkmale gelöst: a) Innerhalb eines bestimmten raumwinkels ist auf der der abnutzung ausgesetzten seit« des kugelsektors eine schicht aus einem harten, durch wasser und verdünnte säuren nicht zersetzbareh karbid aufgebracht. ·

b) Die schicht ist innerhalb dieses raumwinkels in ihrer schichtdicke bis auf mindestens ] y konstant.

Weitere vorteile und merkmale der erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten ausführungsbeispiels hervor. In der zeichnung zeigen: Fig. 1 die Seitenansicht eines meßtasters mit nicht ganz eingeschraubten tasterspitzen,
Fig. 2 die draufsicht auf die Stirnflächen eines bewickelten U-magnetkerns,

ohne tasterspitzen,
Fig. 3 eine vergrößterte darstellung einer fertigen tasterspitze, kurz vor dem

einschrauben,

Fig. 4 eine zweiteilige tasterspitze vor ihrer fertigstellung,

Fig. 5 eine nochmals wesentlich vergrößerte Schnittansicht durch eine halbkugel.

Zu einem meßtaster 11 führt ein zuleitungskabel 12. Der meßtaster ist in fig. I /·'■;.·. in natürlicher größe dargestellt. In ihn ist ein U-magnetkern 13 eingegossen, der

zwei zueinander parallele schenkel 14, 16 aufweist, deren Stirnflächen 17, 18 von außen sichtbar sind, und nicht 'übergössen sind. Der schenke! 14 trägt eine erreger-

21 spule 19, während der schenkel 16 eine induktionspule/frägt, deren enden über das zuleitungskabel 12 herausgeführt sind. In jeden schenkel 14, 16 ist von der stirnfläche 17, 18 her eine sackloch-gewindebohrung 22, 23 eingebracht, die lediglich etwa 4 mm lang ist. Die stirnfläche 17, 18 ist eben.

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I■'. ■■·■· sehr kleinen bereich lokalisiert. Trotzdem ist die verbindung zwischen der halbkugel

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und der ^¹ jtte 28 hervorragend und zwar sowohl in magnetischer als auch in mechanischer hinsieht. In der außenhaut der halbkugel 24 tritt keinerlei schädliche umkristalli-

,}' sation auf.

Mc;i könnte die halbkugel 24 auch hart auflöten. Dazu würde man jedoch lot benötigen, der Vorgang wäre komplizierter und man hätte Schwierigkeiten, den lot-

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Aus einer kugellager-kugel von etwa 2 mm durchmesser ist die hälfte abgeschliffen, so daß eine halbkugel 24 übrig bleibt, deren schliff-fläche 26 definiert eben is¹.. Solche kugellager-kugeln stellen ferromagnetische körper dar, die sehr widerstandsfähig gegen abnutzung sind und eine sehr genaue kugelgeometrie haben. Ihre aussenfläche ist härter als der zähere kern.

Ein gewindeschaft 27 von wenigen millimetern länge trägt eine kreisscheibenförmige platte 28. Auf der oberseite 29 der platte 28 ist ein kegelchen 31 angeformt. Um die beiden teile miteinander zu verbinden, werden gemäß der elektroschweißtechnik der gewindeschaft 27 mit einem negativen potential und die halbkugel 24 mit ein^m positiven potential genügender größe verbunden. Drückt man nun die halbkugel 24 auf die % ■

|·: oberseite 29, so verschmilzt das kegelchen 31 mit der halbkugel 24. Die halbkugel 24

\ _s , drückt man solange gegen die platte 28, bis praktisch kein spclt mehr zwischen der

. schliff-fläche 26 und der oberseite 29 vorhanden ist. Bei diesem Vorgang, erwärmt

f.· , sich nur der kern der halbkugel 24 erheblich und die wärme-erzeugung wird uuf einen

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Gemäß fig. 5 ist auf die halbkugel 24 eine kappe 43 aus titankarbid aufgebracht worden.

Innerhalb des raumwinkels 44 von Pi (etwa 60 ) ist die kappe 43 etwa 4 bis 6u stark

und innerhalb dieses bereichs ist die abweichung der schichtdicke vom mittelwert kleiner

als 1 jj. Wie man aus fig. 5 sieht, fällt außerhalb des raumwinkels 44 die schichtdicke

langsam ab. Dies macht jedoch nichts aus, da die benutzenden personen den meßtaster 11 '

ohnehin !ediglich so aufsetzen, daß die zu messende schicht die kappe 43 innerhalb des j

raumwinkels 44 berührt. ■■

Eine solche kappe 43 kann man mit dem plasmaverfahren nicht aufbringen. Dieses würde

eine hohe schichtdicke dort ergeben, wo der plasmastrahl senkrecht auf die halbkugel ;

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24 auftrifft und seitlich davon würde die schicht dann dünner werden. Auch mit der . <■ <\

eiektrographie kann man die kappe 43 nicht aufbringen, weil sich hierdurch wirklich I

ν zusammenhängende schichtgebiete nicht erzeugen lassen. . |

Durch die gasdiffusion ist es jedoch möglich, eine solche kappe 43 wirtschaftlich aufzubringen, die sich fest und unlösbar mit dem metall der halbkugel 24 verbindet.
Anhand eines vergrößerten schliffbildes kann man ohne weiteres erkennen,daß das
titankarbid durch die gasdiffusion aufgebracht worden ist.

Die verwendbaren karbide sind erfindungsgemäß nicht nur durch wasser und verdünnte

säuren nicht zersetzbar. Vielmehr sind sie auch gegen verdünnte laugen und Salzlösungen resistent.

fluß auf bestimmte stellen zu beschränken, und die härte der oberfläche der kugsl würde durch den lötvorgang nachteilig verändert.'

Es ist nun ein körper entstanden, den man mit einer zange trotz seiner kl einheit sehr gut ergreifen kann und ..war deshalb, weil die platte 28 mit ihrem rand 32 ein breites band darstellt. Die zange hat zwei backen 33, 34 ähnlich einem seitenschneider, einer kombizange oder dergle chen. In jede backe 33, 34 ist eine ausnehmungshälfte 36, 37 eingearbeitet, die für die halbkugel 24 genügend platz !äßt. Jedoch reicht der außenrand 38, 39 bis in den bereich des rands 32 der platte 28 und kann damit die tasterspitze 41 ergreifen, ohne die halbkugel 24 in irgend einer weise zu drücken und dadurch evtl. zu sprengen oder mit haarrissen zu versehen. Die tasterspitze 41 kann man in die sackloch-gewindebohrung 22 einschrauben, bis die Unterseite 42 auf der stirnfläche 17 fest aufliegt. Estemen deshalb hier die kraftlinien ohne Schwächung Übertreten. Außerdem liegen im angezogenen zustand die flanken der gewinde mit erheblichem druck aufeinander, so daß auch hier zwei große flächen luftspaltlos aneinander liegen und die kraftlinien ohne Schwächung durchtreten lassen.

Es muß nicht unbedingt eine halbkugel 24 verwendet werden. Im bereich des durchmessers ändern sich die flächenwerte der schiiff-flache 26 ohnehin nur gering. Das kegel chen 31 muß so klein sein, daß nur ein kleines volumen der halbkugel 24 auf schmelzwärme kommt und der andere teil wegen seiner vergleichsweise großen flächen genügend kühl bleibt.

Claims (1)

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   Schutzansprüche: . ^ ;1 4. Kugelsektor zur befestigung auf den Stirnflächen eines weicheisenmag- ji netischen mcgnetjoches eines meßtasters, welcher meßtaster zur messung ', der dicke dünner, nichtferromagnetischer schichten auf einer ferromag- netischen unterlage dient, wobei der kugelsektor eine abgeschliffene kugellager-kugel ist, gekennzeichnet durch folgende merkmale: ι α) InnenSalb eines bestimmten roumwinkels (44) ist auf der der abnutzung ausgesetzten sei te des kugelsektors (24) eine schicht (43) aus einem harten, verschleißfesten, durch wasser und verdünnten sauren nicht ' zersetzbaren karbid aufgebracht. ' 2. b) Die schicht (43) ist innerhalb dieses raumwinkels (44) in ihrer schicht dicke bis auf mindestens 1 μ konstant. Kugelsektor nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der raumwinkel (44) etwa Pi betrögt. Kugelsektor nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das karbid titankarbid ist. Kugelsektor nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um eine im diffusionsstrom abgeschiedene schicht (43) handelt.
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   Kugelsektor nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dicke der schicht (43) etwa 3-15 aj, vorzugsweise 4 - 6 u ist.

   Kugelsektor nach anspruch 1, dadurch gekennzeichne,, daß der kugelsektor (24) auf den Stirnflächen (17,18) aufgeschweißt, aufgelötet oder aufgeklebt ist.

   Kugelsektor nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kugsl-. sektor (24) etwa eine halbkugel ist.