DE7336864U - Ball sector for probe - Google Patents

Description

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PATENTANWALT DIPL.-ING. ULRICH KINKELIN ₄ PATENT Attorney DIPL.-ING. ULRICH KINKELIN ₄

7032 Sindelfingen -Auf dem Goldberg-Weimarer Str. 32/34 - Telefon 07031/865017032 Sindelfingen - Auf dem Goldberg-Weimarer Str. 32/34 - Telephone 07031/86501

29. September 1973 11 38629 September 1973 11,386

Ludwig Streng, 7036 Schönaich, Falkenstraße 9
KUGELSEKTOR FÜR MESSTASTERLudwig Streng, 7036 Schönaich, Falkenstrasse 9
BALL SECTOR FOR PROBE

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.The invention relates to a spherical sector for attachment to the end faces of a Vveicheisenmagnetischen magnet yoke of a probe, which probe for measurement of the thickness of thin, non-ferromagnetic layers on a ferromagnetic underlay, whereby the ball sector is a ground-off ball bearing ball.

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.According to an older proposal, ball bearing balls are used as ball sectors, which one has just sanded off. The ground joint is then firmly bonded with the The top is connected by screw heads and these screws are then inserted into blind holes of the magnet yoke screwed in.

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 mehrBall-bearing-balls-was a high-precision and still because of the mass. production is a comparatively cheap component. However, their surface area is not enough abrasion resistant. This means that in the course of time you no longer have a real spherical surface

hat und der magnetische widerstand unterschiedlich wird, je nachdem, mit welchem winkel man den meßtaster auf das zu prüfende werkstück aufsetzt.and the magnetic resistance will be different depending on which one angle the probe is placed on the workpiece to be tested.

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-It is true that in the older proposal one mitigates this filing by removing the stylus tips makes interchangeable. However, because the probe tips are very small, you can do not tighten them by hand and loosen them by hand to replace them. Rather,

darf es hierzu einer spezial zange.a special pair of pliers is allowed to do this.

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.Finally, it can happen that you replace used stylus tips with unused ones. confused because it is very difficult to tell whether an abrlebof z. b. 3 u happened or not.

Unter allem, diesem leidet natürlich die meßsicherheit.Under all this, of course, the measurement certainty suffers.

Aufgabe der neuerung ist es, kugelsektoren anzugeben, die ebenso hochgenau sind, ' ;The task of the innovation is to specify spherical sectors that are just as highly accurate, ';

wie die bekannten kugelsektoren, deren maßhaltigkeit über die zeit hinweg so großlike the well-known spherical sectors, whose dimensional accuracy is so great over time

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sind, daß die lebensdauer der tasterspitzen etwa gleich der lebensdauer des,meßtasrersj ',j ,J₁ ii.it|||ij|:are that the lifespan of the stylus tips is approximately the same as the lifespan of the 'meßasrersj', j, J ₁ ii.it ||| ij |:

ist und die trotz alle dieser Vorzüge im vergleich zu den vorgeschlagenen tasterspitzen billig sind.is and that despite all these advantages compared to the proposed stylus tips are cheap.

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. ·According to the invention, this problem is solved by the following features: a) Within a certain solid angle is exposed to wear and tear since «the sphere sector a layer of a hard one, through water and thinned acids non-decomposable carbide applied. ·

b) Die schicht ist innerhalb dieses raumwinkels in ihrer schichtdicke bis auf mindestens ] y konstant.b) Within this solid angle, the layer is constant in its layer thickness up to at least ] y .

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,Further advantages and features of the invention emerge from the following description of a preferred exemplary embodiment. The drawing shows:
Fig. 2 is a plan view of the end faces of a wound U-magnet core,

ohne tasterspitzen,
Fig. 3 eine vergrößterte darstellung einer fertigen tasterspitze, kurz vor demwithout stylus tips,
Fig. 3 is an enlarged view of a finished stylus tip, shortly before

einschrauben,screw in,

Fig. 4 eine zweiteilige tasterspitze vor ihrer fertigstellung,4 shows a two-part stylus tip before its completion,

Fig. 5 eine nochmals wesentlich vergrößerte Schnittansicht durch eine halbkugel.5 shows a again substantially enlarged sectional view through a hemisphere.

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, derA supply cable 12 leads to a measuring probe 11. The measuring probe is shown in FIG. I. /·'■;.·. shown in natural size. In it a U-magnet core 13 is cast, the

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-has two parallel legs 14, 16, the end faces 17, 18 of are visible on the outside, and are not 'poured over. The give! 14 carries a pathogen

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.21 coil 19, while the leg 16 asks an induction coil /, the ends of which via the Supply cable 12 are led out. In each leg 14, 16 is from the end face 17, 18 introduced a tapped blind hole 22, 23, which only is about 4 mm long. The end face 17, 18 is flat.

If ·If

■ •ff···· ··· J» % ■ • ff ···· ··· J »%

I■'. ■■·■· sehr kleinen bereich lokalisiert. Trotzdem ist die verbindung zwischen der halbkugel I ■ '. ■■ · ■ · very small area localized. Nevertheless, the connection between the hemisphere

i^v ■i ^v ■

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-and ^ ^1's looking jtte 28 excellent in both magnetic and mechanically. In the outer skin of the hemisphere 24 there is no harmful recrystalline

,}' sation auf. ,} ' sation on.

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-Mc; i could also hard solder the hemisphere 24. To do this, however, you would need a lot the process would be more complicated and it would be difficult to

Π 386 - 4"- * "Π 386 - 4 "- *"

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.Half of a ball bearing ball with a diameter of about 2 mm is ground off, so that a hemisphere 24 remains, the ground surface 26 of which defines just ^1. Such ball bearing balls represent ferromagnetic bodies that are very resistant to wear and tear have a very precise spherical geometry. Their outer surface is harder than the tougher core.

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 % ■ A threaded shaft 27 of a few millimeters in length carries a plate 28 in the form of a circular disk. A cone 31 is formed on the upper side 29 of the plate 28. In order to connect the two parts with one another, the threaded shaft 27 is connected to a negative potential and the hemisphere 24 to a positive potential of sufficient size using the electric welding technique. If you now press the hemisphere 24 on the % ■

|·: oberseite 29, so verschmilzt das kegelchen 31 mit der halbkugel 24. Die halbkugel 24| ·: Top 29, the cone 31 merges with the hemisphere 24. The hemisphere 24

\ _s , drückt man solange gegen die platte 28, bis praktisch kein spclt mehr zwischen der \ _s , keep pressing against the plate 28 until there is practically no gap between the

. schliff-fläche 26 und der oberseite 29 vorhanden ist. Bei diesem Vorgang, erwärmt. ground surface 26 and the top 29 is available. During this process, warmed up

f.· , sich nur der kern der halbkugel 24 erheblich und die wärme-erzeugung wird uuf einenf. ·, only the core of the hemisphere 24 is significantly and the heat generation is reduced to one

Π 386 - 6 -Π 386 - 6 -

Gemäß fig. 5 ist auf die halbkugel 24 eine kappe 43 aus titankarbid aufgebracht worden.According to fig. 5, a cap 43 made of titanium carbide has been applied to the hemisphere 24.

Innerhalb des raumwinkels 44 von Pi (etwa 60 ) ist die kappe 43 etwa 4 bis 6u starkWithin the solid angle 44 of Pi (about 60), the cap 43 is about 4 to 6u thick

und innerhalb dieses bereichs ist die abweichung der schichtdicke vom mittelwert kleinerand within this range the deviation of the layer thickness from the mean value is smaller

als 1 jj. Wie man aus fig. 5 sieht, fällt außerhalb des raumwinkels 44 die schichtdickeas 1 yy. How to get from fig. 5, the layer thickness falls outside the solid angle 44

langsam ab. Dies macht jedoch nichts aus, da die benutzenden personen den meßtaster 11 'slowly from. However, this does not matter, as the people using the probe 11 '

ohnehin !ediglich so aufsetzen, daß die zu messende schicht die kappe 43 innerhalb des jAnyway, just put it on in such a way that the layer to be measured touches the cap 43 within the j

raumwinkels 44 berührt. ■■spatial angle 44 touches. ■■

Eine solche kappe 43 kann man mit dem plasmaverfahren nicht aufbringen. Dieses würdeSuch a cap 43 cannot be applied using the plasma process. This would

eine hohe schichtdicke dort ergeben, wo der plasmastrahl senkrecht auf die halbkugel ;result in a high layer thickness where the plasma beam is perpendicular to the hemisphere;

i I . I . ■ ι .i I. I. ■ ι.

24 auftrifft und seitlich davon würde die schicht dann dünner werden. Auch mit der . <■ <\ 24 and to the side of it the layer would then be thinner. Even with the. <■ <\

eiektrographie kann man die kappe 43 nicht aufbringen, weil sich hierdurch wirklich IThe cap 43 cannot be put on by electrography, because this really means that I

ν zusammenhängende schichtgebiete nicht erzeugen lassen. . |ν do not allow coherent stratified areas to be created. . |

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.Due to the gas diffusion, however, it is possible to apply such a cap 43 economically, which is firmly and permanently bonded to the metal of the hemisphere 24.
Using an enlarged micrograph, you can easily see that the
titanium carbide has been deposited through the gas diffusion.

Die verwendbaren karbide sind erfindungsgemäß nicht nur durch wasser und verdünnteAccording to the invention, the carbides that can be used are not restricted to water and dilute them

säuren nicht zersetzbar. Vielmehr sind sie auch gegen verdünnte laugen und Salzlösungen resistent.acids not decomposable. Rather, they are also against dilute alkalis and saline solutions resistant.

fluß auf bestimmte stellen zu beschränken, und die härte der oberfläche der kugsl würde durch den lötvorgang nachteilig verändert.'To restrict the flow to certain places, and the hardness of the surface of the kugsl would disadvantageously changed by the soldering process. '

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.A body has now been created that can be clamped with pliers despite its small unit can grip very well and .. was because the plate 28 with its edge 32 represents a broad band. The pliers have two jaws 33, 34 similar to a side cutter, combination pliers or the like. In each jaw 33, 34 is a recess half 36, 37 incorporated, which leaves enough space for the hemisphere 24! However, the outer edge 38, 39 extends into the area of the edge 32 of the plate 28 and can thus grasp the stylus tip 41 without the hemisphere 24 in any wise to press and thereby possibly to blow up or to provide hairline cracks. The probe tip 41 can be screwed into the tapped blind hole 22 until the underside 42 rests firmly on the end face 17. Estemen therefore here the lines of force Trespassing without weakening. In addition, the the flanks of the thread apply considerable pressure to one another, so that here too there are two large ones surfaces lie against one another without air gaps and the lines of force pass through without weakening permit.

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.A hemisphere 24 does not necessarily have to be used. In the range of the diameter the area values of the ship flat 26 change only slightly anyway. That kegel chen 31 must be so small that only a small volume of the hemisphere 24 melting heat comes and the other part because of its comparatively large areas stays cool enough.

Claims (1)

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Schutzansprüche: . ^ ;1 7 ^:!
Protection claims:. ^; 1 4.4th Kugelsektor zur befestigung auf den Stirnflächen eines weicheisenmag- jiBall sector for attachment to the face of a soft iron magji netischen mcgnetjoches eines meßtasters, welcher meßtaster zur messung ',netic magnetic yoke of a probe, which probe for measurement ', der dicke dünner, nichtferromagnetischer schichten auf einer ferromag-the thick, thin, non-ferromagnetic layers on a ferromag- netischen unterlage dient, wobei der kugelsektor eine abgeschliffeneThe surface of the ball is used, the spherical sector is a sanded one kugellager-kugel ist, gekennzeichnet durch folgende merkmale: ιball bearing-ball is characterized by the following features: ι α) InnenSalb eines bestimmten roumwinkels (44) ist auf der der abnutzungα) The inside of a certain area angle (44) is on that of the wear ausgesetzten sei te des kugelsektors (24) eine schicht (43) aus einemexposed side of the spherical sector (24) is a layer (43) made of one harten, verschleißfesten, durch wasser und verdünnten sauren nicht 'hard, wear-resistant, by water and diluted acids not ' zersetzbaren karbid aufgebracht. 'decomposable carbide applied. ' 2.2. b) Die schicht (43) ist innerhalb dieses raumwinkels (44) in ihrer schichtb) The layer (43) is within this solid angle (44) in its layer dicke bis auf mindestens 1 μ konstant.thickness constant to at least 1 μ. Kugelsektor nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der raumwinkelSpherical sector according to claim 1, characterized in that the solid angle (44) etwa Pi betrögt.(44) is about pi. Kugelsektor nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das karbidBall sector according to claim 1, characterized in that the carbide titankarbid ist.is titanium carbide. Kugelsektor nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich umSpherical sector according to claim 1, characterized in that it is eine im diffusionsstrom abgeschiedene schicht (43) handelt.
«« * *a layer (43) deposited in the diffusion flow is involved.
«« * * 733686410.1.74733686410.1.74 386 - 2 -386 - 2 - Kugelsektor nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die dicke der schicht (43) etwa 3-15 aj, vorzugsweise 4 - 6 u ist.Spherical sector according to claim 1, characterized in that the thickness of the layer (43) is approximately 3-15 aj, preferably 4-6 u . Kugelsektor nach anspruch 1, dadurch gekennzeichne,, daß der kugelsektor (24) auf den Stirnflächen (17,18) aufgeschweißt, aufgelötet oder aufgeklebt ist.Ball sector according to claim 1, characterized in that the ball sector (24) welded, soldered or on the end faces (17,18) is glued on. Kugelsektor nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kugsl-. sektor (24) etwa eine halbkugel ist.Ball sector according to claim 1, characterized in that the ball. sector (24) is approximately a hemisphere.