rimagnetischen Resonanz /5/, mit Wirbelstrom /6,7,8/, magnetinduktiv oder durch das magnet-
induktive Barkhausenrauschen /9/. Dariiber hinaus sind weitere SchichtdickenmeBverfahren
bekannt, die nur für ganz bestimmte Randbedingungen z.B. optisch transparente Schichten ein-
gesetzt werden können, wie die Ellipsometrie. Die meisten der genannten Verfahren arbeiten
als relative indirekte Meßverfahren, wodurch zusätzliche Unsicherheiten und Fehler entstehen.
Einen Überblick über sämtliche Schichtmeßverfahren wird in /10/ gegeben. Aus der metallogra-
phischen Präparation ist es bekannt, daß nicht nur am Querschliff, sondern auch an einem
Schrägschliff oder am Kalottenschliff auf mikroskopisch optischem Weg Schichtdicken ermittelt
werden. Die dazu notwendigen Einrichtungen werden von einigen Firmen angeboten. Das Aus-
werteverfahren mit dem Kalottenschleifer ist in /11/ beschrieben.
2. Theoretische Betrachtungen
Die lichtoptische Auswertung von Kalottenschliffen ist recht einfach. Aufgrund des Vergrö-
Berungseffekts (Kalottentiefe : Kalottendurchmesser) sowie der geometrischen Beziehung sind
insbesondere sehr dünne Schichten gut auswertbar. Der Zusammenhang zwischen Kalotten-
tiefe, Kalottendurchmesser und dem Durchmesser der Kugel kann dem Bild 1 entnommen wer-
den. Je dicker die zu vermessene Schicht ist, umso kleiner wird der gewählte Kugeldurchmes-
ser. Diese Grundregel stößt an ihre Grenzen, wenn man in einem frei geführten Kalotten-
schleifer den Kugeldurchmesser unter 10 mm verkleinert. Aufgrund des niedrigen Eigen-
gewichts der kleineren Kugeln wird die Anprefßkraft zu klein für eine ergiebige Zerspanung.
Außerdem besteht die Gefahr, daß die Kugel zeitweise oder gar nicht mehr auf der Antriebs-
welle abrollt.
Gerade der Anpreßdruck ist die entscheidende Größe für die Zerspanung. Wird dieser Anpreß-
druck alleinig durch das Gewicht der Kugel aufgebracht, ergeben sich die im Bild 2 dargestellten
Zusammenhänge. Mit zunehmender Kalottentiefe nimmt die sich im Schleifeinsatz befindliche ,
Fläche linear zu (Bild 3), der Anpreßdruck bei gleichbleibendem Gewicht nimmt ab, bis schließ-
lich keine Zerspanung erfolgt. Ebenso nimmt der Anpreßdruck mit abnehmendem Kugeldurch- :
messer ab, so daß auch in dem Bereich kleiner Kugeln kaum Zerspanung zu erwarten sein
wird. Auf der anderen Seite wird mit zu hohem Anpreßdruck die Schleifsuspension aus dem
Spalt gedrängt. Der Film reißt ab und die Abrasion nimmt ab (Bild 4). Im mittleren Bereich des
Anpreßdrucks liegt der optimale Arbeitsbereich. Um bei fortschreitendem Schleifvorgang mög-
lichst gleichbleibende Randbedingungen sicherzustellen, ist es von Vorteil, die Anpreßkraft mit
zunehmender Kalottentiefe so zu steigern, daß im Bereich der Kontaktfläche zwischen Kugel
und Prüfkörper immer eine konstante Flächenpressung vorliegt. ;
a
Die Abrasion durch die Schieifsuspension ist von vielen Parametern abhéngig. Fir das Beispiel vr
eines Werkzeugs mit kugelförmiger Geometrie ist es vor allem die Diamantkornform und der A
Druck, mit dem diese Körner in den Prüfkörper gedrückt werden. Ist einmal die optimale Zusam- m
mensetzung der Suspension sowie das anwendungsabhéngig geeignete Werkzeug (Kugel) al
bezüglich seiner Geometrie, Oberflichenbeschaffenheit, Harte und Drehgeschwindigkeit ve
434 Prakt. Met. Sonderbd. 26 (1995)
