DD252244A1 - Mikrohaertepruefeinrichtung, vorzugsweise fuer lichtmikroskope - Google Patents

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Abstract

Mikrohaertepruefeinrichtung, vorzugsweise fuer Lichtmikroskope, zum Erzeugen und Auswerten von Mikrohaerteeindruecken an Proben in Verbindung mit einem aufrechten oder umgekehrten Lichtmikroskop, wobei das Aufbringen der Pruefkraft und die Auswertung der Mikrohaerteeindruecke automatisch und rechnergesteuert erfolgt. Erfindungsgemaess ist eine Eindringvorrichtung und ein Steuergeraet vorgesehen. Die Elemente beider bilden ein Kraftmess- und ein Wegmesssystem, deren Signale in einem Rechner ausgewertet werden. Vor Beginn des Haertepruefvorganges wird eine Eichung des Gesamtsystemes vorgenommen, mit dem die Geraetedeformation ermittelt und zur Beruecksichtigung waehrend des Haertepruefvorganges gespeichert wird. Fig. 1

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft eine Mikrohärteprüfeinrichtung, vorzugsweise für Lichtmikroskope, zum Erzeugen und Auswerten von Mikrohärteeindrücken an Proben in Verbindung mit einem aufrechten oder umgekehrten Lichtmikrosk'op, wobei das Aufbringen der Prüfkräfte und die Auswertung der Mikrohärteeindrücke.automatisch und rechnergesteuert erfolgt.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Für die Durchführung der Härteprüfung an mit Lichtmikroskopen untersuchten Proben sind zum Beispiel Mikrohärteprüfer bekannt, bei denen in der Frontlinse eines Objektives des Lichtmikroskopes der Eindringkörper angeordnet ist (DR-P 688026). Die Prüfkräfte werden mittels des Mikroskopeintriebes aufgebracht und der Kraftwert an einer ins Zwischenbild eingespiegelten
Skale abgelesen (Druckschrift 30-6676e-1 des Kombinates VEB Carl Zeiss JENA, DDR). Nachteilig ist bei dieser Anordnung die eingeschränkte Bildgüte des Objektives und die ungenaue Aufbringung der Prüfkraft. Weiterhin ermöglicht eine derartige Anordnung nur die manuelle Anwendung eines speziellen Härteprüfverfahrens an inversen Mikroskopen. Mit einer Lösung nach DE-PS 958513, bei derein Objektiv neben einer Aufnahme des Eindringkörpers auf einer Horizpntalführung angeordnet ist und wechselseitig in die optische Achse des Mikroskopes positioniert werden können, wird der Nachteil der eingeschränkten Bildgüte beseitigt. Die Betätigung der einzelnen Elemente erfolgt jedoch noch manuell. Um den Härteprüfvorgang zu automatisieren, wurden bekannte Anordnungen mit hydraulisch oder auch pneumatisch arbeitenden Bedieneinheiten versehen (z.B. DE-PS 1 000614). Diesen Lösungen ist jedoch der Nachteil gemeinsam, daß der Aufwand technisch-ökonomisch sehr hoch ist.
Eine automatisch arbeitende Mikrohärteprüfeinrichtung als Zusatzgerät für ein Lichtmikroskop ist nach der DE-OS 3506437 bekannt. Bei dieser Lösung ist der Eindringkörper von einer Federanordnung belastbar und es wird die Durchbiegung von Dehnmeßstreifen, die auf der Federanordnung befestigt sind, als Meßsignale für die auf den Eindringkörper aufgebrachte Kraft verwendet. Die Prüfeinrichtung ist so vorgesehen, daß sie ein der Form und den Abmessungen eines Objektiveinsatzes angenähertes Gehäuse aufweist und der Eindringkörper in der optischen Achse einjustierbar ist.
Die Prüf kraft wird von einem Tauchspulen-Permanentmagnet-System erzeugt. Es ist eine Steuereinheit vorgesehen, die Prüf kraft wird definiert aufgebracht. Der erzeugte Eindruck wird optisch vermessen, die Meßdaten in eine Auswerteeinheit eingegeben, in der die Berechnung der Härte erfolgt.
Bei allen genannten Anordnungen wird zur Bestimmung der Härte der Probe die Diagonalen des Eindruckes gemessen und die ermittelten Werte für die Berechnung (manuell oder maschinell) zugrunde gelegt.
Nachteile dieses Verfahrens sind eine Vielzahl von Meßfehlern, die in die Berechnung eingehen. Hervorgerufen werden diese durch
— keine scharfe Eindruckbegrenzung auf Grund einer Eindruckrandwulst;
— Strichstärke und Form der Strichfiguren im Meßokular und daraus resultierend toleranzbehaftetes Anfahren an die Kanten des Eindruckes, .
— Getriebeumkehrspannen im Meßokular, . . "
— Abbildungsfehler der Auswerteoptik,
— Beleuchtungsprobleme mit unmittelbarem Einfluß auf das Meßergebnis u.a.m.
Ein weiterer Nachteil ist, daß Werkstoffe mit elastischer Rückdeformation, wie z. B. Kunststoffe, Gummi oder auch Lackschichten mit diesem Verfahren auf ihre Härte nicht untersucht werden können.
Anordnungen die nach dem Verfahrensprinzip der Eindringtiefenmessung arbeiten, sind die vorgenannten Nachteile nicht eigen, haben jedoch den Nachteil, daß sie während des Prüfvorganges zu Stativdeformationen neigen, die zu Fehlern im Meßergebnis führen. Anordnungen, die nach diesem Verfahrensprinzip arbeiten, sind sehr steif ausgebildete Materialprüfmaschinen (DD-WP 249484). Eine Anwendung an Lichtmikroskopen bekannter Bauform ist derzeit nicht gegeben.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist es, eine Mikrohärteprüfeinrichtung, vorzugsweise für Lichtmikroskope zu schaffen, die als Zubehöreinheit ausgebildet ist, automatisch arbeitet und höchste Genauigkeiten gewährleistet und mit geringem technisch-ökonomischen Aufwand fertigbar ist.,
Darlegung des Wesens der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Mikrohärteprüfeinrichtung, vorzugsweise für Lichtmikroskope zu schaffen, die nach dem Verfahrensprinzip der Eindringtiefenmessung arbeitet, bei der die Meßwerte automatisch erfaßt und ausgewertet werden und bei der Gerätefehler, wie Stativdeformationin der Meßwertauswertung berücksichtigt werden, sowie mit geringem technischökonomischen Aufwand fertigbar ist.
Die Aufgabe löst eine Mikrohärteprüfeinrichtung, vorzugsweise für Lichtmikroskope, bestehend aus einer Eindringvorrichtung, enthaltend eine Eindringkörperaufnahme mit einer Wechselstelle, zur wahlweisen Aufnahme von Eindringkörpern verschiedener Formen, wobei die Eindringkörperaufnahme mittels Federanordnungen so gehalten ist, daß der aufgenommene Eindringkörper in der Achse des Eindringkörpers zu liegen kommt, und Bauelemente zur Erzeugung einer Meßkraft mit axialer Wirkungsrichtung auf den Eindringkörper vorgesehen und alle Elemente der Eindringvorrichtung in einem in den Objektivrevolver eines Lichtmikroskopes einsetz- bzw. einschraubbaren bzw. der Form und den Abmessungen eines Objektives angenäherten Gehäuse aufgenommen sind und aus einem Steuergerät, in dem eine Eingabeeinheit, eine Ausgabeeinheit, ein Speicher, eine Recheneinheit, eine Regeleinrichtung, ein Hochspannungsteil und eine Spannungsstabilisierungseinheit vorgesehen sind, erfindungsgemäß dadurch, daß in einem Gehäuse einer Eindringvorrichtung symmetrisch zur Achse mindestens ein, vorzugsweise zwei, piezoelektrische Biegestäbe mittels Kontaktringen mit dem Gehäuse und jeweils das zweite Ende über einen Doppelwinkel mit einem Kraftmeßgehäuse in Wirkverbindung stehen, daß das Kraftmeßgehäuse jeweils im Zentrum von zwei übereinander im Gehäuse angeordneten, durchbrochenen und an ihrem Umfang gehaltenen Membranfedern befestigt und damit in axialer Richtung geführt ist und daß eine Eindringkörperaufnahme jeweils im Zentrum von zwei weiteren übereinander in dem Kraftmeßgehäuse angeordneten, durchbrochenen und an ihrem Umfang gehaltenen Membranfedern befestigt und damit ebenfalls in axialer Richtung geführt ist, daß als Kraftmeßsystem im Kraftmeßgehäuse einander gegenüberliegend eine Lumineszenzdiode und eine Doppeldiode, in der Eindringkörperaufnahme eine Meßblende und in einem Steuergerät eine Kraftmeßschaltung, mittels einer Leitung mit der Doppeldiode verbunden, vorgesehen sind, daß als Wegmeßsystem im Gehäuse einander gegenüberliegend eine zweite Lumineszenzdiode und eine zweite Doppeldiode, in der Eindringkörperaufnahme eine zweite Meßblende und in einem Steuergerät eine Wegmeßschaltung, mittels einer Leitung mit der zweiten Doppeldiode verbunden, vorgesehen sind und daß die Kraftmeßschaltung und die Wegmeßschaltung mit einem Rechner verbunden sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungsformen bestehen darin, daß als Meßstrahl aussendende Lumineszenzdiode eine Lumineszenzdiode in der Eindringkörperaufnahme angeordnet ist und mittels einem Teilerprisma den Doppeldioden jeweils ein Teilmeßstrahl zugeführt wird, daß die beiden Meßblenden auf die entsprechenden Oberflächen des Teilerprisma aufgebracht sind, daß an Stelle des Eindringkörpers ein Eichkörper mit relativ stark abgeflachter Spitze verwendet werden kann und daß der piezoelektrische Biegestab mindestens aus einem Einzelstab besteht. Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß zu Beginn des Prüfvorganges über eine Eingabeeinheit mindestens nachstehende Daten in das Steuergerät eingegeben werden:
— Eichvorgang,
— Betrag der Prüfkraft, " .
— Form des Eindringkörpers,
— Zustellgeschwindigkeit,
— Haltezeit,
— Ausgabeform der Härtewerte, als Wert von Einzelmessungen oder Mittelwert von Meßreihen,
— Bauform des Lichtmikroskops, aufrechtes — umgekehrtes,
— eventuell spezielle anwenderorientierte Daten.
Vom Rechner werden über die Regeleinrichtung und das Hochspannungsteil die piezoelektrischen Biegestäbe angesteuert. Bei Anliegen einer Spannung an den piezoelektrischen Biegestäben wird über einen Doppelwinkel eine resultierende, in der Achse liegende Kraft auf das Kraftmeßgehäuse ausgeübt. Dieses und der in derEindringkörperaufnahme befindliche Eichkörper werden nach unten, in Richtung der auf einem Objekttisch aufgelegten Probe bewegt. Nach Auftreffen des Eichkörpers auf die Probe bewegt sich der Eichkörper, die Eindringkörperaufnahme, sowie die Meßblenden auf das Kraftmeßgehäuse bezogen relativ in die Gegenrichtung.
Bei Auftreffen des Eichkörpers auf die Probe liefert das aus den Elementen Lumineszenzdiode, Doppeldiode, Meßblende und der Kraftmeßschaltung bestehende Kraftmeßsystem der Wegmeßschaitung ein Signal, welches den Nullpunkt festlegt und das Wegmeßsystem, bestehend aus den Elementen einer zweiten Lumineszenzdiode, einer zweiten Doppeldiode, einer zweiten Meßblende und der Wegmeßschaltung, zum Messen freigibt. Die durch das Wegmeßsystem gemessenen Werte werden in den Speicher gespeichert, sie bilden die dem verwendeten Mikroskopstativ zugeordnete Deförmationsfunktion in Abhängigkeit des Betrages der Prüfkraft.
Die Signale der Kraftmeßschaltung werden der Regeleinrichtung und der Wegmeßschaltung, die Signale der Wegmeßschaltung dem Rechner zugeführt.
Zur gleichmäßigen Beleuchtung der Doppeldioden ist eine Spannungsstabilisierungseinheit zwischen den Lumineszenzdioden und der Kraftmeßschaltung und der Wegmeßschaltung vorgesehen. Nach dem Eichvorgang wird der Eichkörper gegen einen Eindringkörper, gewünschter Form, ausgewechselt. Der funktionell Ablauf des Härteprüfvorganges ist analog dem Eichvorgang unter Berücksichtigung der zu Beginn eingegebenen Daten, einschließlich Prüfprogramm.
Nach Abschluß des Härteprüfvorganges liefert die Ausgabeeinheit folgende Ergebnisse — Prüfkraft; Eindringtiefe; Eindringdiagonale, aus der Eindringtiefe berechnet; Mikrohärtewert mit Angabe der Eindruckform; spezielle anwenderorientierte Angabe — entsprechend dem eingegebenen Prüfprogramm.
Es ist auch möglich den Härteprüfvorgang ohne vorherigen Eichvorgang vorzunehmen.
Ausführungsbeispiel
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung
Fig. 1 eine Mikrohärteprüfeinrichtung, bestehend aus einer Eindringvorrichtung in Verbindung mit einem Steuergerät (Blockschaltbild),
Fig. 2 u. 3 einen horizontalen Schnitt durch die Eindringvorrichtung Fig. 4 u. 5 Funktionsdiagramme der Mikrohärteprüfvorgänge bei hängender und stehender Anordnung der Eindring vorrichtung.
Aus Fig. 1 ist der erfindungsgemäße Aufbau der Mikrohärteprüfeinrichtung, vorzugsweise für Lichtmikroskope erkennbar. Die Eindringvorrichtung 1 besteht aus einem Gehäuse 9, daß in Form und Abmessung annähernd einem Objektiv eines Lichtmikroskopes entspricht. Das Gehäuse 9 ist mit einem Anschlußteil 9a, vorzugsweise einem Gewindestück, versehen, mit dem es an einer Objektivwechseleinrichtung, z. B. einem Objektivrevolver, anbringbar ist. Nicht dargestellt sind Justierelemente, mit denen die Achse 6 der Eindringvorrichtung 1 in der optischen Achse des Lichtmikroskopes positioniert wird. Im Gehäuse 9 sind symmetrisch zur Achse 6 mindestens ein, vorzugsweise zwei, piezoelektrische Biegestäbe 3 vorgesehen. Ein Ende der Biegestäbe 3 steht jeweils mittels Kontaktringen 4 a und 4 b mit dem Gehäuse 9 und die zweiten Enden stehen über die Schenkel 5a und 5b und den Zapfen 5c eines biegesteifen Doppelwinkels 5 mit einem Kraftmeßgehäuse 7 in Wirkverbindung. Die Stromzufuhr zu den piezoelektrischen Biegestäben 3 erfolgt über eine Leitung 25a von einem Hochspannungsteil 25 kommend direkt oder über die Kontaktringe 4a und 4b zu diesen.
Das Kraftmeßgehäuse 7 ist jeweils im Zentrum von zwei übereinander im Gehäuse 9 angeordneten, durchbrochenen und an ihrem Umfang gehaltenen Membranfedern 8 befestigt und damit in axialer Richtung geführt bewegbar. Die Eindringkörperaufnahme ist ebenfalls jeweils im Zentrum von zwei übereinander jedoch im Kraftmeßgehäuse 7 angeordneten, durchbrochenen und an ihrem Umfang gehaltenen Membranfedern 14 befestigt und ebenfalls in axialer Richtung geführt bewegbar. Die Eindringkörperaufnahme 15 ist in Richtung der Öffnung 9b des Gehäuses 9 mit einer an sich bekannten Wechselstelle, für die wahlweise Aufnahme unterschiedlicher Eindringkörper versehen. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, einen Eindringkörper mit relativ stark abgeflachter Spitze als Eichkörper 17 zu verwenden. In Richtung ihres anderen Endes sind zwei Meßblenden 18 und 19 vorgesehen. Sie bestehen zum Beispiel in Form von sich in einem Winkel von vorzugsweise 90° kreuzenden, in vorzugsweise einer Ebene liegenden, zylindrischen Durchbrüchen mit abgesetztem Durchmesser. In der Ebene der Meßblende 19 sind in dem Kraftmeßgehäuse 7 einander gegenüberliegend eine Lumineszenzdiode 12 und eine Doppeldiode 13 angeordnet.
in der Ebene der Meßblende 18 sind im Gehäuse 9 einander gegenüberliegend eine Lumineszenzdiode 11 und eine Doppeldiode 10 vorgesehen. Im Kraftmeßgehäuse 7 sind entsprechende Durchbrücke eingelassen, siehe auch Figur 2.
Im Steuergerät 2 sind eine Eingabeeinheit 22, eine Ausgabeeinheit 23, ein Speicher 21 ,ein Rechner 20, eine Regeleinrichtung 24, ein Hochspannungsteil 25 und eine Spannungsstabilisierungseinheit 28, sowie erfindungsgemäß eine Kraftmeßschaltung 26 und eine Wegmeßschaltung 27 vorgesehen, die gemäß dem Blockschaltbild, siehe Figur 1, untereinander und mit der Eindringvorrichtung 1 in Wirkverbindung stehen.
In Fig.3 ist eine Variante der Lumineszenzdiodenanordnung gezeigt. Die Meßstrahlen, die auf die Doppeldioden 10 und 13 gerichtet sind, werden von einer Lumineszenzdiode 29 erzeugt. Dabei ist die Lumineszenzdiode 29 an der Eindringkörperaufnahme 15 angeordnet. Der von ihr erzeugte Meßstrahl wird mittels einem Teilerprisma 30 geteilt und den Doppeldioden 10,13 zugeführt. Die Meßblenden 18,19 sind direkten den entsprechenden Oberflächen des Teilerprisma 30 aufgebracht. Nachstehend wird die Funktionsweise beschrieben.
Zu Beginn des Prüfvorganges werden über eine Eingabeeinheit 22 mindestens nachstehende Daten in das Steuergerät
eingegeben: * .
— Eichvorgang,
— Betrag der Prüfkraft,
— Form des Eindringkörpers,
— Zustellgeschwindigkeit,
— Haltezeit,
— Ausgabeform der Härtewerte, als Wert von Einzelmessungen oder Mittelwert von Meßreihen,
— Bauform des Lichtmikroskops, aufrechtes, umgekehrtes,
— eventuell spezielle anwenderorientierte Daten.
Vom Rechner 20 werden über die Regeleinrichtung 24 und das Hochspannungsteil 25 die piezoelektrischen Biegestäbe 3 angesteuert.
Bei Anliegen einer Spannung an den piezoelektrischen Biegestäben 3 wird über einen Doppelwinkel 5 eine resultierende, in der Achse 6 liegende Kraft auf das Kraftmeßgehäuse 7 ausgeübt. Dieses und der in der Eindringkörperaufnahme 15 befindliche Eichkörper 17 werden nach unten, in Richtung derauf einem Objekttisch 32 aufgelegten Probe 31, bewegt. Nach Auftreffen des Eichkörpers 17 auf die Probe 31 bewegt sich der Eichkörper 17, die Eindringkörperaufnahme 15, sowie die Meßblenden 18 und 19 auf das Kraftmeßgehäuse 7 bezogen relativ in die Gegenrichtung.
Bei Auftreffen des Eichkörpers 17 auf die Probe 31 liefert das aus den Elementen Lumineszenzdiode 12, bzw. 29, Doppeldiode 13, Meßblende 19 und der Kraftmeßschaltung 26 bestehende Kraftmeßsystem der Wegmeßschaltung 27 ein Signal, welches den Nullpunkt festlegt und das Wegmeßsystem, bestehend aus den Elementen einer zweiten Lumineszenzdiode 11, bzw..29, einer zweiten Doppeldiode 10, einer zweiten Meßblende 18 und der Wegmeßschaltung 27, zum Messen freigibt. Die durch das Wegmeßsystem gemessenen Werte werden in den Speicher 21 gespeichert, sie bilden die dem verwendeten Mikroskopstativ zugeordnete Deformationsfunktion in Abhängigkeit des Betrages der Prüfkraft.
Die Signale der Kraftmeßschaltung 26 werden der Regeleinrichtung 24 und der Wegmeßschaltung 27, die Signale der Wegmeßschaltung 27 dem Rechner 20 zugeführt.
Zur gleichmäßigen Beleuchtung der Doppeldioden 10 und 13 ist eine Spannungsstabilisierungseinheit 28 zwischen den Lumineszenzdioden 11und12und der Kraftmeßschaltung 26 und der Wegmeßschaltung 27 vorgesehen.
Nach dem Eichvorgang wird der Eichkörper 17 gegen einen Eindringkörper 16, gewünschter Form, ausgewechselt. Der funktioneile Ablauf des Härteprüfvorganges ist analog dem Eichvorgang unter Berücksichtigung der zu Beginn eingegebenen Daten, einschließlich Prüfprogramm.
Nach Abschluß des Härteprüfvorganges liefert die Ausgabeeinheit 23 folgende Ergebnisse — Prüfkraft; Eindringtiefe; Eindringdiagonale, aus der Eindringtiefe berechnet; Mikrohärtewert und Angabe der Eindruckform; spezielle anwenderorientierte Angabe — entsprechend dem eingegebenen Prüfprogramm.
Es ist auch möglich, den Härteprüfvorgang ohne vorherigen Eichvorgang vorzunehmen.
Mit der erläuterten Mikrohärteprüfeinrichtung, vorzugsweise für Lichtmikroskope wird das Ziel der Erfindung und die Aufgabenstellung realisiert, sowie die genannten Nachteile der bisher bekannten technischen Lösungen beseitigt.
In den Figuren 4 und 5 sind die Funktionsdiagramme der Mikrohärteprüfvorgänge oben bei hängender Anordnung der Eindringvorrichtung 1 an aufrechten Mikroskopen (Figur 4) und unten bei stehender Anordnung der Eindringvorrichtung 1 an inversen Mikroskopen (Figur 5) dargestellt.
Auf der Ordinatenachse sind die Prüfkraftwerte F, auf den Abszissenachsen sind einmal die Wegwerte S, die vom Wegmeßsystem, und die Wegwerte S', die vom Kraftmeßsystem, welches im funktionellen Zusammenhang der Kennlinie der Membranfedern 14 geeicht ist, gemessen werden, aufgetragen.
Die Kennlinie der Membranfedern 8 ist als Strich-Punkt-Linie, die Kennlinie der Membranfedern 14 als unterbrochene Strichlinie und die Gesamtkennlinie als ausgezogene Linie dargestellt.
Bei hängender Anordnung der Eindringvorrichtung 1 beginnt die Kennlinie der Membranfedern 8 bei der Prüfkraft F = O, während bei stehender Anordnung der Eindringvorrichtung 1 die Kennlinie der Membranfedern 8 und 14 verschoben sind um die Gewichtskraft FM (Kompensation der Massen von Kraftmeßgruppe 7 und Eindringkörper 16).
Am Punkt So beginnt die Kennlinie der Membranfedern 14 und dieser Punkt stellt den Nullpunkt dar, d.h. der Eindringkörper trifftauf den Prüfling 31 auf. Durch die Mikroskopstativdeformation wird die Kennlinie der Membranfedern 14 nach rechts verschoben bis zum Punkt Sd und auf Grund der Eindringtiefe im Prüfling 31 erfolgt eine weitere Kennlinienverschiebung bis zum Punkt SE. Der Punkt SE stellt den Nullpunkt So· für das Kraftmeßsystem dar. Nach dem vorgegebenen Signal am Punkt S'P ist die Prüfkraft Fp erreicht. Die Weglänge vom Punkt S0 bis zum Punkt S0, die nach dem Eichvorgang im Speicher 21 entsprechend der Prüfkraft Fp gespeichert ist, wird im Mikrorechner 20 von der beim Mikrohärteprüfvorgang gemessenen Weglänge vom Punkt S0 bis zum Punkt SE subtrahiert und die sich als Ergebnis darstellende Eindringtiefe kann nun zur Auswertung der Mikrohärtewerte herangezogen werden.
Um eine definierte funktioneile Abhängigkeit zwischen der Prüfkraft und der Weglänge des Kraftmeßsystems zu erhalten, sind die Membranfedern 14 konstruktiv so zu gestalten, daß sich innerhalb des Meßbereiches eine lineare Kennlinie ergibt.

Claims (5)

1. Mikrokhärteprüfeinrichtung, vorzugsweise für Lichtmikroskope, bestehend aus einer
Eindringvorrichtung, enthaltend eine Eindringkörperaufnahme mit einer Wechselstelle, zur
wahlweisen Aufnahme von Eindringkörpern verschiedener Formen, wobei die
Eindringkörperaufnahme mittels Federanordnungen so gehalten ist, daß der aufgenommene
Eindringkörper in der Achse des Eindringkörpers zu liegen kommt, und Bauelemente zur Erzeugung einer Meßkraft mit axialer Wirkungsrichtung auf den Eindringkörper vorgesehen und alle Elemente der Eindringvorrichtung in einem in den Objektivrevolver eines Lichtmikroskopes einsetz- bzw.
einschraubbaren bzw. der Form und den Abmessungen eines Objektives angenäherten Gehäuse aufgenommen sind und aus einem Steuergerät, in dem eine Eingabeeinheit, eine Ausgabeeinheit, ein Speicher, eine Recheneinheit, eine Regeleinrichtung, ein Hochspannungsteil und eine
Spannungsstabilisierungseinheit vorgesehen sind, gekennzeichnet dadurch, daß in einem
Gehäuse (9) einer Eindringvorrichtung (1) symmetrisch zur Achse (6) mindestens ein, vorzugsweise zwei, piezoelektrische Biegestäbe (3) vorgesehen sind, wobei jeweils ein Ende der piezoelektrischen Biegestäbe (3) mittels Kontaktringen (4a, 4b) mit dem Gehäuse (9) Und jeweils das zweite Ende über einem Doppelwinkel (5) mit einem Kraftmeßgehäuse (7) in Wirkverbindung stehen, daß das
Kraftmeßgehäuse (7) jeweils im Zentrum von zwei übereinander im Gehäuse (9) angeordneten,
durchbrochenen und an ihrem Umfang gehaltenen Membranfedern (8) befestigt und damit in
axialer Richtung geführt ist, und daß eine Eindringkörperaufnahme (15) jeweils im Zentrum von
zwei weiteren übereinander in dem Kraftmeßgehäuse (7) angeordneten, durchbrochenen und an ihrem Umfang gehaltenen Membranfedern (14) befestigt und damit ebenfalls in axialer Richtung geführt ist, daß als Kraftmeßsystem im Kraftmeßgehäuse (7) einander gegenüberliegend eine
Lumineszenzdiode (12) und eine Doppeldiode (13), in der Eindringkörperaufnahme (15) eine
Meßblende (19) und in einem Steuergerät (2) eine Kraftmeßschaltung (26), mittels einer Leitung
(26a) mit der Doppeldiode (13) verbunden, vorgesehen sind, daß als Wegmeßsystem im Gehäuse (9) einander gegenüberliegend eine zweite Lumineszenzdiode (11) und eine zweite Doppeldiode
(10), in der Eindringkörperaufnahme (15) eine zweite Meßblende (18) und in einem Steuergerät (2) eine Wegmeßschaltung (27), mittels einer Leitung (27 a), mit der zweiten Doppeldiode (10)
verbunden, vorgesehen sind und daß die Kraftmeßschaltung (26) und die Wegmeßschaltung (27) mit einem Rechner (20) verbunden sind.
2. Mikrohärteprüfeinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß als Meßstrahl
aussendende Lumineszenzdiode eine Lumineszenzdiode (29) in der Eindringkörperaufnahme (15) angeordnet ist und mittels einem Teilerprisma (30) den Doppeldioden (10) und (13) jeweils ein
Teilmeßstrahl zugeführt wird.
3. Mikrohärteprüfeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die beiden
Meßblenden (18) und (19) auf die entsprechenden Oberflächen des Teilerprisma (30) aufgebracht sind.
4. Mikrohärteprüfeinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß an Stelle des
Eindringkörpers (16) ein Eichkörper (17).mit relativ stark abgeflachter Spitze verwendet werden
kann.
5. Mikrohärteprüfeinrichtung nach Anspruch 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß der
piezoelektrische Biegestab (3) mindestens aus einem Einzelstab besteht.
Hierzu 3 Seiten Zeichnungen
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