DE4344193C2 - Verfahren zur Anbringung einer Schutzschicht und Schutzelement - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anbringung einer Schutzschicht auf einem Trägerelement nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Schutzelement nach dem Oberbegriff von Anspruch 10.

In vielen Anwendungsbereichen, bei denen es gilt, empfindli­ che Teile gegen Beschädigung zu schützen, werden heutzutage Schutzelemente eingesetzt, die aus mehreren Materialien be­ stehen, wobei mindestens eines der verwendeten Materialien besonders resistent gegenüber den im Einsatz auftretenden, eventuell Beschädigungen verursachenden Einflüssen ist. In der überwiegenden Zahl der Fälle gilt es dabei, einen Kompro­ miß zwischen optimaler Schutzfunktion und gleichzeitig opti­ malen anderen Funktionen zu erreichen.

Ein Beispiel für einen derartigen notwendigen Kompromiß zwi­ schen Schutz- und Nutzfunktion eines Schutzelementes sind die Schutzelemente, die zum Schutz von magnetischen Streuflußson­ den vor mechanischer Beschädigung in Prüfvorrichtungen mit rotierenden Prüfsonden eingesetzt werden. Bei solchen Prüf­ vorrichtungen schleifen die Prüfköpfe mit den Prüfsonden ent­ lang von Spiralbahnen über die Oberfläche von Prüfgegenstän­ den mit rundem Querschnitt, also zum Beispiel über die Außen­ flächen von Metallrohren. Die Empfindlichkeit der Methode nimmt mit abnehmendem Abstand zwischen Prüfoberfläche und Prüfsonde zu. Der Abstand soll typischerweise weniger als 1 mm betragen. Ein Schutzelement im Bereich von Prüfsonden einer solchen Vorrichtung sollte demnach einerseits möglichst dünn sein, es sollte jedoch andererseits dem durch das Schleifen erzeugten Abrieb möglichst lange widerstehen, um hohe Standzeiten der Prüfvorrichtung ohne Auswechslung von Schutzelementen zu ermöglichen. Ein Schutzelement muß auch unter Umständen größere Schläge, die durch Oberflächenunre­ gelmäßigkeiten des Prüfgegenstandes erzeugt werden können, unbeschadet überstehen. Weiterhin muß bedacht werden, daß Schutzelemente auch thermisch belastet sind. Dies zum einen durch Reibungswärme, in modernen Prüfvorrichtungen vor allem aber durch eine wesentliche Steigerung der magnetischen Streuflußenergie, die eine große Erwärmung der Prüfköpfe und des Prüfgutes zur Folge hat.

Bei einer bekannten Prüfvorrichtung besteht das Schutzelement im Bereich des Prüfkopfes aus einer Remanit-Trägerplatte mit runden Durchlaßöffnungen, auf die einseitig eine Hartmetall­ platte von einigen Zehntel Millimeter Dicke aufgeklebt ist. Das Schutzelement ist gegenüber den Prüfsonden derart ange­ ordnet, daß die Prüfsonden in die Durchlaßöffnungen teilweise eingeführt sind und von der Innenseite der Hartmetallplatte im zusammengebauten Zustand der Vorrichtung nur etwa ein Zehntel Millimeter entfernt sitzen. Bei schleifendem Prüfkopf beträgt der Abstand zwischen Prüfsonde und Oberfläche des Prüfgutes weniger als 1 mm.

Die Klebetechnologie ist bei Prüfkopf-Betriebstemperaturen im Bereich oberhalb 100°C nicht mehr ausreichend, da dort die mechanische Belastungsgrenze typischer Klebstoffe liegt. Bei der Verbindung von Trägerelement und Schutzplatte durch Lö­ ten, insbesondere durch Hartlöten, treten Verzugprobleme auf, die auf die stark voneinander abweichenden thermischen Aus­ dehnungskoeffizienten der verwendeten Materialien für Träger­ element und Schutzplatte zurückgehen. So dehnen sich Schutz­ platten aus Hartmetall bei Erwärmung nur etwa halb so stark aus wie Trägerelemente aus Spezialstahl-Werkstoffen. Bei einer Verbindung zweier derartiger Elemente durch Löten, hat dies zur Folge, daß sich beim Abkühlen von der Löttemperatur Spannungen aufbauen können, die ein Verziehen der Schutz­ platte und des Trägerelementes verursachen können. Schutzele­ mente mit exakt definierter Geometrie, wie sie zur Wahrung des richtigen Abstandes zwischen Prüfsonde und Prüfmaterial in den oben erwähnten Prüfgeräten erforderlich sind, sind auf diese Weise nicht herstellbar. Ein nachträgliches Richten verzogener Schutzelemente führt in der Regel zum Reißen des Hartmetalls und scheidet daher aus.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur schaffen, das es erlaubt, unter weitgehender Vermeidung von Verzugsproble­ men eine temperaturstabile Verbindung zwischen Materalien un­ terschiedlichen thermischen Ausdehnungsverhaltens zu schaf­ fen. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein temperatur- und geometriestabiles Schutzelement aus einer Kombination von Materialien unterschiedlicher thermischer Ausdehnungskoeffi­ zienten zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach dem Patentan­ spruch 1 bzw. durch ein Schutzelement nach dem Patentanspruch 10 gelöst.

Erfindungsgemäß kann ein Schutzelement, insbesondere für Prüfvorrichtungen, dadurch hergestellt werden, daß auf einem Trägerelement eine Schutzschicht angebracht wird, indem min­ destens eine Schutzplatte stoffschlüssig mit einer vorzugs­ weise ebenen Anbringungsfläche eines Trägerelementes in Ver­ bindung gebracht wird, wobei dies dadurch erfolgen kann, daß die Schutzplatte zwischen der Anbringungsfläche und einem Gegenelement nach Art eines Sandwiches gehalten wird, daß danach unter Erwärmung von Trägerelement, Schutzplatte und Gegenelement gleichzeitig das Trägerelement und die Schutz­ platte sowie die Schutzplatte und das Gegenelement durch Löten miteinander zumindest bereichsweise verbunden werden, und daß nach Kristallisation der Lotschicht, bei konventio­ nellem Löten also nach einer gewissen Abkühlung von der Löt­ temperatur, das Gegenelement und die dieses haltende Lot­ schicht von der Schutzplatte entfernt werden.

Die Schutzplatte kann vorzugsweise bei Raumtemperatur zwi­ schen der Anbringungsfläche und dem Gegenelement angeordnet und dort festgehalten werden. Das Aufeinanderhalten der ein­ zelnen Elemente kann zweckmäßigerweise so erfolgen, daß sich die Elemente bei Erwärmung entsprechend ihrer unterschied­ lichen Ausdehnungskoeffizienten frei ausdehnen können. So können die Elemente insbesondere etwa mittig an einer Stelle aufeinander festgehalten werden, so daß sich die Außenberei­ che der aufeinanderliegenden Elemente bei Ausdehnung frei gegeneinander verschieben können. Danach können die Elemente unter möglichst gleichmäßiger Erwärmung der gesamten Anord­ nung von Trägerelement, Schutzplatte und Gegenelement soweit erwärmt werden, daß in Kontakt mit der Anordnung gebrachtes Lotmaterial aufgrund von Kapillarkräften zwischen die einzel­ nen Elemente eindringen kann. Dieser Verfahrensschritt kann vorzugsweise unter Schutzgasatmosphäre erfolgen. Als Lotmate­ rial können Weichlote oder Hartlote Verwendung finden. Bei Weichloten kann eine thermische Nachbehandlung der Lotschicht zweckmäßig sein. Bevorzugt werden Hartlote, insbesondere Sil­ ber-Hartlote.

Nach der Kristallisation der Lotschichten zwischen der An­ bringungsfläche des Trägerelementes und der Schutzplatte bzw. zwischen der Schutzplatte und dem Gegenelement sind die Ele­ mente der Anordnung miteinander stoffschlüssig fest verbun­ den. Die Kristallisation der Lotschichten erfolgt üblicher­ weise bei Abkühlung der Anordnung von der Löttemperatur, sie kann bereichsweise auch schon bei der Löttemperatur erfolgen, wenn sich aus dem noch flüssigen Lotmaterial und den damit verbundenen Materialien über den gesamten Zwischenraum zwi­ schen den zu verlötenden Elementen bei der Löttemperatur feste Phasen bilden. Bei der Abkühlung der Anordnung bauen sich aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdehnungs­ koeffizienten der Materialien über die jeweiligen kristalli­ sierten Lotschichten vermittelt Spannungen in den einzelnen Materialien auf, die im wesentlichen etwa parallel zu den Kontaktflächen gerichtet sind. Das Material mit den größeren thermischen Ausdehnungskoeffizienten gerät bei Abkühlung unter Zugspannungen, während das Material mit den kleineren thermischen Ausdehnungskoeffizienten, in der Regel also die Schutzplatte, unter Druckspannungen gerät.

Während bei einer frei auf ein Trägerelement aufgelöteten Schutzplatte diese Druckspannungen einseitig an der Schutz­ platte angreifen, so daß asymmetrische Spannungsverhältnisse vorliegen, bauen sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auf der dem Trägerelement gegenüberliegenden Seite der Schutz­ platte ebenfalls Spannungen auf, so daß sich die Spannungs­ verhältnisse in der Schutzplatte während des Abkühlens deut­ lich von denen in einer frei aufgelöteten Schutzplatte unter­ scheiden. Die Spannungsverhältnisse auf beiden Seiten der Schutzplatte können insbesondere symmetrisch sein. Das Gegen­ element kann bei dem Lötvorgang und beim Abkühlen eine Kom­ pensationsfunktion ausüben, die Einfluß auf die Eigenschaften der Schutzplatte hat.

Nach der Kristallisation der Lotschicht, normalerweise also nach Abkühlen der Anordnung, kann erfindungsgemäß das Gegen­ element und die dieses haltende Lotschicht von der Schutz­ platte entfernt werden. Zur Entfernung können materialab­ tragende Verfahren wie Ätzen, Fräsen oder Sandstrahlen ein­ gesetzt werden. Vorzugsweise können das Gegenelement und die es haltende Lotschicht durch Schleifen von der Schutzplatte entfernt werden. Durch Schleifen können an dem Schutzelement besonders einfach eventuell gewünschte besondere Außensei­ tengeometrien hergestellt oder Anpassungen an die Geometrie des Einbauortes vorgenommen werden.

Schutzelemente, die in Verschleißschuhen schleifender Prüf­ sonden eingesetzt werden, können vorzugsweise hinsichtlich ihrer Verschleißfestigkeit, also des an ihnen durch Schleifen erfolgenden Materialabtrages, optimiert sein. Weiterhin kann gefordert sein, daß das Material der Schutzplatte die durch sie erfolgende Messung so wenig wie möglich beeinträchtigt. Das Schutzplattenmaterial darf daher nicht ferromagnetisch sein und sollte elektrisch möglichst schlecht leiten. So ist es möglich, Schutzplatten aus keramischen Werkstoffen zu ver­ wenden. Bevorzugt ist es, Schutzplatten aus verschleißfestem harten oder gehärteten Metall, vorzugsweise aus Hartmetall vorzusehen. Auf pulvermetallurgischem Wege hergestellte hart­ metall-Schutzplatten erweisen sich einerseits als besonders verschleißfest, was hohe Standzeiten der Prüfköpfe ermög­ licht, andererseits sind Hartmetallplatten nicht so spröde, daß sie bei kurzzeitigen Schlägen leicht reißen.

Aufgeklebte Hartmetall-Schutzplatten zeigen nach längerem Betrieb kleine Risse. Dies könnte darauf zurückzuführen sein, daß in dem prinzipiell inhomogenen Material viele kritische Defekte existieren, die bei mechanischer Belastung zur Riß­ entstehung und Rißausbreitung führen können. Erstaunlicher­ weise hat sich gezeigt, daß bei Hartmetallplatten gleicher Zusammensetzung, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auf Trägerelementen aufgelötet wurden, die Zahl der Risse gegen­ über aufgeklebten Schutzplatten deutlich geringer ist. Dies könnte auf die oben erwähnten, besonderen Spannungsverhält­ nisse in den erfindungsgemäß verlöteten Schutzplatten zurück­ zuführen sein. Eventuell ist auch die dem Trägerelement ab­ gewandte Seite der Schutzplatte in ihrem oberflächennahen Be­ reich durch das Auflöten der Gegenplatte in ihrer Zusammen­ setzung verändert. Dies könnte dazu führen, daß die Rißent­ stehung an diesen Oberflächen erschwert wird, was die vermin­ derte Rißbildung in den erfindungsgemäß gelöteten Schutzplat­ ten erklären könnte. Die verminderte Rißbildung kann dazu beitragen, daß erfindungsgemäß hergestellte Schutzelemente gegenüber konventionell geklebten Schutzelementen gleicher Dicke deutlich höhere Standzeiten aufweisen. Das durch die höheren Standzeiten ausgedrückte bessere Abriebsverhalten könnte auch durch Eindringen von Lotmaterial in den Sinter­ körper des Hartmetalls und eine damit verbundene Verbesserung der Oberflächenstruktur herbeigeführt werden.

Die erfindungsgemäße Verwendung eines Gegenelementes beim Lö­ ten der Schutzplatte auf das Trägerelement kann dazu genutzt werden, Schutzelemente mit einer bestimmten gewünschten Krüm­ mung ihrer Oberfläche herzustellen. Dies kann dadurch er­ reicht werden, daß das Trägerelement und das Gegenelement be­ züglich ihres thermischen Ausdehnungsverhaltens aufeinander abgestimmt sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Trä­ gerelement und das Gegenelement aus dem gleichen Material bestehen. Bei hinreichender Dicke des Gegenelementes liegen dann auf beiden Seiten der Schutzplatte im wesentlichen die gleichen Spannungsverhältnisse vor. Diese im wesentlichen symmetrische Spannungsverteilung führt dazu, daß die Sand­ wich-Anordnung aus Trägerelement, Schutzplatte und Gegenele­ ment bei Temperaturänderungen, also insbesondere auch beim Abkühlen von der Löttemperatur, keine zu Krümmungen führende Spannungen entstehen. Dies kann besonders auch für biegsame Trägerelemente von Bedeutung sein.

Zum Auflöten auf die vorzugsweise planparallele Schutzplatte weist das Gegenelement zumindest eine ebene Fläche auf. Vor­ zugsweise ist das Gegenelement als planparallele Gegenplatte ausgebildet, die sich leicht durch Ausschneiden oder Ausstan­ zen aus Flachmaterial herstellen läßt. Eine planparallele Ge­ genplatte ist auch besonders einfach zum Aufbau der Sandwich- Anordnung anzubringen und festzuhalten.

Es ist möglich, die Schutzplatte auf einem Trägerelement an­ zubringen, das, wie die Schutzplatte selbst und ggf. das Ge­ genelement, als planparallele Platte ausgebildet ist. Ein derartiges Schutzelement wäre dann nach Entfernung des Gegen­ elementes auf seiner gesamten Fläche im wesentlichen aus zwei Materialien aufgebaut. Solche Schutzelemente können überall dort eingesetzt werden, wo es hauptsächlich auf den Schutz vor mechanischem Verschleiß und ggf. vor Schlägen an­ kommt.

Insbesondere dort, wo die Dicke des Schutzelementes eine Rolle spielt, also auch dort, wo empfindliche Prüfsonden mög­ lichst nahe an einen Prüfgegenstand gebracht und gleichzeitig vor mechanischer Beschädigung geschützt werden sollen, ist es vorteilhaft, wenn das Trägerelement mindestens eine durch die Schutzplatte insbesondere vollständig abdeckbare Durchlaßöff­ nung aufweist. Im Bereich der Durchlaßöffnung bestimmt damit allein die Dicke der Schutzplatte die Dicke des Schutzelemen­ tes. Das die vorzugsweise kreisrunde Durchlaßöffnung umgeben­ de Material des Trägerelementes dient zur stoffschlüssigen Anbringung der Schutzplatte auf dem Trägerelement. Die Dicke der Schutzplatte, und damit auch indirekt der Abstand der Prüfsonde vom Prüfmaterial, können bei Trägerelementen mit Durchlaßöffnungen optimal an die Prüfaufgabe angepaßt werden.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren angebrachte Schutzplat­ ten zeigen im Vergleich zu aufgeklebten Schutzplatten verbes­ serte Standzeiten. Anders ausgedrückt: bei akzeptabler Stand­ zeit sind dünnere Panzerungen möglich, die eine wesentliche Verbesserung der Prüfergebnisse zur Folge haben. Verringerun­ gen der Schutzplattendicke beispielsweise von 0,8 mm auf 0,6 mm sind dabei mit einer Erhöhung der Empfindlichkeit von 6 dB und verbessertem Stör-/Nutzverhältnis verbunden. Bei Trägerelementen mit mehr als einer Durchlaßöffnung kann für jede Durchlaßöffnung eine eigene Schutzplatte vorgesehen sein. Die Schutzplatten können in den Bereichen zwischen den Durchlaßöffnungen aneinander angrenzen. Mit Vorteil wird eine Trägerplatte, die mehrere Durchlaßöffnungen aufweist, mit einer einzigen Schutzplatte verbunden, die die Anbringungs­ fläche des Trägerelementes und damit auch alle Durchlaßöff­ nungen des Trägerelementes im wesentlichen vollständig ab­ deckt.

Die Fläche der Gegenplatte kann genau der Fläche der Schutz­ platte entsprechen. Bevorzugt ist es, eine Gegenplatte mit etwas kleinerer Fläche zu verwenden und diese so anzuordnen, daß die Schutzplatte die Gegenplatte allseitig geringfügig überragt. Dies kann besonders dann von Vorteil sein, wenn eine gelötete Anordnung aus Trägerelement, Schutzplatte und Gegenelement vor der Entfernung des Gegenelementes aus der sie haltenden Lotschicht in einer Haltevorrichtung befestigt wird. Diese zweckmäßige Halterung der Sandwich-Anordnung vor dem Entfernen, insbesondere also vor dem Abschleifen der Ge­ genplatte, ist dann besonders einfach, wenn die Haltevorrich­ tung eine Aufnahme aufweist, in die das Trägerelement mit der Schutzplatte vorzugsweise spielfrei einpaßbar ist. Schließt die Außenfläche der Aufnahme der Haltevorrichtung bündig mit der äußeren Ebene der Schutzplatte ab, so steht die Gegenplatte über die Haltevorrichtung hinaus und kann durch Schleifen geometrisch definiert abgetragen werden. Der genaue Abtrag kann dadurch gefördert sein, daß die Haltevor­ richtung in dem Bereich, der das eingesetzte Schutzelement umgibt, besonders gehärtet oder hart ist. Der Bereich, in dem das Schutzelement eingepaßt wird, kann beispielsweise mit Vorteil aus keramischem Werkstoff ausgebildet sein. Das Ab­ schleifen der Gegenplatte wird dann deutlich verlangsamt bzw. beendet, wenn das Schleifmaterial auf der harten Umfas­ sung der Schutzplatte schleift.

Mit Vorteil ist die Haltevorrichtung bereits als Teil eines Verschleißschuhes ausgebildet, der zusammen mit dem Schutz­ element, das in ihn eingebaut, insbesondere eingeklebt wird, die in den Verschleißschuh eingebaute Prüfsonde schützt. Die Fertigung des Verschleißschuhes kann dann mit dem Einsetzen der Sandwich-Anordnung und dem anschließenden Abschleifen der Gegenplatte und der sie haltenden Lotschicht beendet sein. Jedes Schutzelement wird auf diese Weise individuell an die Dimensionen des Verschleißschuhes, in dem es befestigt ist, angepaßt. Durch die weitgehende Verzugsfreiheit der Schutz­ platte ist es möglich, eine Prüfsonde sehr genau von innen, also von der Seite des Trägerelementes, an die Schutzplatte heranzuführen. Typische Abstände liegen hier in der Größen­ ordnung eines Zehntel Millimeters, wobei Genauigkeiten von einem Hundertstel Millimeter eingehalten werden müssen, um präzise definierte Meßbedingungen zu erreichen. Besonders wenn mehrere, gemeinsam an einer Prüfsonden-Leiterplatte angeordnete und damit nicht individuell einstellbare Prüf­ sonden gemeinsam in den richtigen Abstand zur Schutzplatte gebracht werden müssen, sind derartig hohe Genauigkeitsanfor­ derungen mit ggf. verzogenen Schutzelementen nicht oder nur in Ausnahmefällen zu erfüllen.

Ein Einbau der gelöteten Sandwich-Anordung in einer Halte­ vorrichtung, insbesondere also in dem dazugehörigen Ver­ schleißschuh, kann möglicherweise einer geringfügigen Relaxa­ tion des Schutzelementes nach Entfernung der Gegenplatte teilweise entgegenwirken. Ein nach dem Verfahren der Erfin­ dung hergestelltes Schutzelement kann an einer insbesondere als Verschleißschuh ausgebildeten Haltevorrichtung angeordnet sein und in Berührungskontakt mit dem Prüfgegenstand gebracht werden.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform in Verbindung mit der Zeichnung und den Unteran­ sprüchen. Hierbei können die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Kombination miteinander bei einer Ausführungsform verwirklicht sein. Ein Ausführungsbei­ spiel der Erfindung wird in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert. Es zeigt die einzige

Figur eine Seitenansicht mit teilweisem Schnitt eines in einem Prüfkopf mit Streuflußsonden angeordneten Schutzelementes.

Beschreibung eines Ausführungsbeispiels

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht eines Prüfkopfes 1 mit teil­ weisem Schnitt. Im Bereich des Schnittes sind drei Prüfsonden 2, 3, 4 zur Aufnahme des von einem nicht gezeigten, unterhalb des Prüfkopfes 1 in Berührungskontakt mit diesem angeordneten Prüfgegenstand ausgehenden magnetischen Streuflusses zu er­ kennen. Die Prüfsonden 2, 3, 4 sind auf einer gemeinsamen Prüfsonden-Leiterplatte 5 im Abstand zueinander angeordnet. Die Prüfsonden-Leiterplatte 5 weist eine Sensorbohrung 6 auf, durch die ein Temperatursensor 7 derart hindurchgesteckt ist, daß seine wirksame Spitze 8 auf gleicher vertikaler Höhe an­ geordnet ist wie die wirksamen Spitzen 9, 10, 11 der Prüfson­ den 2, 3, 4.

Die Prüfsonden-Leiterplatte 5 ist durch Abstandhalter 12 von der Anschluß-Leiterplatte 13 getrennt, die vom Deckel 14 der Prüfvorrichtung 1 mittels einer Schraube 15 und eines Halte­ elementes 16 auf die Abstandhalter 12 gedrückt wird. Die Prüfsonden-Leiterplatte 5 sitzt auf dem Verschleißschuh 17 auf. Der Verschleißschuh 17 ist wie der Deckel 14 aus glas­ faserverstärktem Kunststoff gefertigt. In dem Verschleißschuh 17 sind kreisrunde Sondendurchlässe 18, 19, 20 sowie ein Sen­ sordurchlaß 21 ausgebildet, durch die hindurch die Prüfsonden 2, 3, 4 und der Temperatursensor 7 mit ihren wirksamen Spit­ zen bis in den Bereich unterhalb des Verschleißschuhes 17 ge­ steckt sind.

Im Beispiel in Fig. 1 ist das Schutzelement 22 bereits am Verschleißschuh 17 derart befestigt, daß die wirksamen Spit­ zen 9, 10, 11 der Prüfsonden 2, 3, 4 in Durchlaßöffnungen 23, 24, 25 des Trägerelementes 26 des Schutzelementes 22 einge­ führt sind. Die Durchlaßöffnungen 23, 24, 25 sind nach unten von der sich vollständig über das Trägerelement 26 erstrec­ kenden Schutzplatte 27 abgedeckt. Desgleichen ist die Sensor- Durchlaßöffnung 28 für den Temperatursensor 7 abgedeckt.

Im Beispiel in Fig. 1 ist auf der dem Trägerelement 26 gegen­ überliegenden Seite der Schutzplatte 27 noch die gestrichelt gezeichnete Gegenplatte 29 zu erkennen, die die gleiche Dicke aufweist wie die Schutzplatte 27, und die von der Schutzplat­ te 27 in den Randbereichen etwas überragt wird. Fig. 1 stellt somit den Zustand des Prüfkopfes vor Abschleifen der Gegen­ platte 29 dar.

Herstellung des Schutzelementes und Einbau

Zuerst werden die einzelnen Elemente des Schutzelementes, al­ so die Trägerplatte 26, die im gezeigten Beispiel aus Remanit besteht, die Schutzplatte 27 und die Gegenplatte 29, die ebenfalls aus Remanit besteht, in der in Fig. 1 gezeigten An­ ordnung übereinander gelegt und in einer Lötvorrichtung ein­ gespannt. Die Einspannung erfolgt dabei so, daß sich die ein­ zelnen Elemente parallel zu ihren Kontaktflächen frei gegen­ einander verschieben können, wenn sie sich unter gemeinsamer Erwärmung aufgrund der unterschiedlichen thermischen Ausdeh­ nungskoeffizienten unterschiedlich stark ausdehnen. Die Fi­ xierung der einzelnen Elemente aufeinander erfolgt üblicher­ weise durch eine etwa mittige Halterung der Elemente. Nach dem Hartlöten der Elemente bei etwa 600°C, bei dem das flüssige Lotmaterial unterstützt durch Kapillarwirkung zwi­ schen die einzelnen Elemente gelangt, wird die Gesamtanord­ nung abgekühlt und nach Abkühlen aus der Lötvorrichtung entnommen.

Die Sandwich-Anordnung von Trägerelement 26, Schutzplatte 27 und Gegenelement 29 wird dann in dem Prüfkopf 1 im Bereich des Verschleißschuhes 17 in eine Öffnung eingepaßt, die durch unterhalb des Verschleißschuhes 17 angebrachte Keramikplatten 30 seitlich begrenzt wird. Die Sandwich-Anordnung wird mit Hilfe von Epoxy-Klebstoff mit dem Verschleißschuh 17 und den daran angeordneten Keramikplatten 30 verklebt. Wegen der er­ forderlichen Genauigkeit bei der Positionierung der Schutz­ platte kann dieser Schritt in einer speziellen Positionier­ vorrichtung vorgenommen werden. Dadurch kann sichergestellt werden, daß zwischen den wirksamen Spitzen 9, 10, 11 der Prüfsonden und der Innenseite 31 der Schutzplatte ein gerin­ ger Abstand von etwa einem Zehntel Millimeter bleibt. Dieser Abstand ist notwendig, damit bei einem eventuellen Schlag auf die Schutzplatte und einer entsprechenden Biegung der Schutzplatte in die entsprechende Durchlaßöffnung die emp­ findliche wirksame Spitze der Prüfsonde von der Schutzplatte nicht berührt wird. Aus meßtechnischen Gründen ist es ande­ rerseits notwendig, die Prüfsonde so nahe wie möglich an die Schutzplatte heranzubringen. Die Größe des Abstandes zwischen Schutzplatte 27 und den wirksamen Spitzen 9, 10, 11 der Prüf­ sonden ist somit eine Kompromißgröße, die genau eingestellt werden muß.

Wenn die Sandwich-Anordnung abstandsrichtig zu den Prüfsonden eingebaut ist und der die Sandwich-Anordnung haltende Kleb­ stoff getrocknet ist, kann der über die Unterseite der Kera­ mikplatten 30 hinausragende Teil der Sandwich-Anordnung, näm­ lich die Gegenplatte 29, abgeschliffen werden. Hierbei dienen die die Sandwich-Anordnung umgebenden Keramikplatten 30 durch ihre Härte eine geeignete Begrenzung des Abschleifens, so daß am Ende des Schleifvorganges die Außenfläche der Schutzplatte 27 bündig mit den Außenseiten der Keramikplatten 30 ab­ schließt.

Claims (13)

1. Verfahren zur Anbringung einer Schutzschicht auf einem Trägerelement (26), insbesondere zur Herstellung eines Schutzelementes (22) für Prüfvorrichtungen, bei dem min­ destens eine Schutzplatte (27) stoffschlüssig mit einer am Trägerelement (26) ausgebildeten Anbringungsfläche in Verbindung gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzplatte (27) zwischen der Anbringungsfläche und einem Gegenelement (29) gehalten wird, daß unter Erwär­ mung von Trägerelement (26), Schutzplatte (27) und Ge­ genelement (29) gleichzeitig das Trägerelement (26) und die Schutzplatte (27) sowie die Schutzplatte (27) und das Gegenelement (29) durch Löten zumindest bereichs­ weise durch je eine Lotschicht verbunden werden, und daß nach Kristallisation der Lotschicht das Gegenelement (29) und die dieses haltende Lotschicht von der Schutz­ platte (27) entfernt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung von Trägerelement (26) und Schutzplatte (27) sowie von Schutzplatte (27) und Gegenelement (29) durch Hartlöten erfolgt, insbesondere mit Silber-Hart­ lot.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schutzplatte (27) aus verschleißfestem Material, insbesondere aus hartem oder gehärteten Me­ tall, vorzugsweise aus Hartmetall besteht.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (26) und das Gegenelement (29) bezüglich ihrer thermischen Aus­ dehnungseigenschaften aufeinander abgestimmt, insbe­ sondere im wesentlichen gleich sind.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (26) und das Gegenelement (29) aus dem gleichen Material be­ stehen.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gegenelement (29) als vor­ zugsweise planparallele Gegenplatte (29) ausgebildet ist.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (26) minde­ stens eine durch die Schutzplatte (27) insbesondere vollständig abdeckbare Durchlaßöffnung (23, 24, 25) auf­ weist.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß eine gelötete Anordnung aus Trägerelement (26), Schutzplatte (27) und Gegenelement (29) vor der Entfernung des Gegenelementes (29) und der sie haltenden Lotschicht in einer Haltevorrichtung (17, 30) befestigt wird.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß das Gegenelement (29) und die dieses haltende Lotschicht durch Schleifen von der Schutzplatte (27) entfernt werden.

10. Schutzelement mit einem Trägerelement (26) und mit min­ destens einer mit dem Trägerelement (26) stoffschlüssig verbundenen Schutzplatte (27), dadurch gekennzeichnet, daß die insbesondere planparallele Schutzplatte (27) mit einer im wesentlichen ebenen Anbringungsfläche des Trä­ gerelementes (26) zumindest bereichsweise verlötet ist, insbesondere mit Hartlot, und daß die Schutzplatte (27) in ihrem dem Trägerelement (26) abgewandten Außenbereich eine durch Entfernen eines Gegenelementes (29) sowie einer zugehörigen Lotschicht, z. B. durch Schleifen, er­ zeugte Oberfläche aufweist.

11. Schutzelement nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Schutzelement (22) an einer Haltevorrichtung (17, 30) zum Schutz mindestens einer relativ zu einem Prüfgegenstand bewegbaren Prüfsonde (2, 3, 4), insbeson­ dere einer Streuflußsonde, in dem Wirkbereich der Prüf­ sonde angeordnet ist und eine Berührungsfläche zum Kon­ taktieren des Prüfgegenstandes aufweist.

12. Schutzelement nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schutzplatte (27) aus verschleißfestem Material, insbesondere aus hartem oder gehärteten Me­ tall, vorzugsweise aus Hartmetall besteht.

13. Schutzelement nach einem der Ansprüche 10 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß das Trägerelement (26) minde­ stens eine durch die Schutzplatte (27) insbesondere vollständig abgedeckte Durchlaßöffnung (23, 24, 25) aufweist.