DE3128537C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung ent­ sprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Bei einer bekannten Vorrichtung der vorgenannten Art ist es üblich, die Last mittels eines Gewichtes auf den Prüfkörper aufzubringen. Das Gewicht kann genau her­ gestellt und einfach ausgewechselt werden. Der Prüf­ körper muß jedoch wegen der vorhandenen Masse langsam belastet werden und meist ist auch noch eine Dämpfung erforderlich. Beim Aufbringen des Gewichtes besteht die Gefahr, daß das Meßergebnis durch Schwingungen und Erschütterungen verfälscht wird.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung wird für die Belastung eine vorgespannte Feder benutzt. Eine solche Feder hat eine nur geringe Masse und ist daher un­ empfindlich gegen Schwingungen und Erschütterungen. Die Herstellung einer solchen Feder und der Wechsel der Prüflast ist jedoch aufwendig. Auch kann sich die Konstante der Feder im Laufe der Zeit ändern.

Wieder eine andere bekannte Vorrichtung zum Prüfen der Härte eines Werkstückes hat einen an einem bewegbaren Prüfkörperhalter angebrachten Prüfkörper, zu dessen Belasten eine Belastungseinrichtung mit einem oberhalb dieses Prüfkörpers angeordneten Gewicht dient. Dieses Gewicht ist mittels eines über einen Hebel wirkenden, außerhalb der Achse des Prüfkörperhalters angeordneten Exzenters in und außer Wirkung bringbar. Ebenfalls außerhalb der Achse des Prüfkörperhalters ist ein Meßorgan angeordnet und über einen Hebel mit dem Prüfkörper verbunden. Die als Gewicht ausgebildete Last scheint eine bestimmte Größe zu haben, weshalb ein Meßgerät zum Messen der auf den Prüfkörper wirkenden Last fehlt. Der Tisch zur Aufnahme des Prüfkörpers ist mittels einer Mikroschraube heb- und senkbar. Die Last sitzt unmittelbar über dem Prüfkörper (GB-Z.: Soviet Inventions Illustrated, Dezember 1962, Nr. 1 48 935: Instrument For Determining The Hardness Of Thin Bushes And Plastic Coverings).

Ferner ist eine Vorrichtung zum Prüfen der Härte eines Werkstückes bekannt, bei der das Gewicht ebenfalls oberhalb des Eindringkörpers angeordnet ist. Neben diesem an einem Hebel angebrachten Eindringkörper befindet sich ein an einem Hebel angebrachter Taster, über dem ein die Relativbe­ wegung des Eindringkörpers zum Taster messender Meßaufnehmer angeordnet ist. Die beiden unbelasteten Hebel sind um die gleiche Achse schwenkbar, die sich auf einem längsbewegbaren Schlitten befindet, der eine Einrichtung zur Höhenverstellung der das Gewicht aufweisenden Belastungseinrichtung hat. Durch die Schlittenbewegung wird eine verhältnismäßig große Kraft zum Bewegen des Eindringkörpers längs der Prüffläche aufgebracht. Ver­ formungen die am Schlitten durch diese Kraft hervorgerufen werden, können sich auf den Taster auswirken, was zu einer Verfälschung des Meßergebnisses führen kann (DE-OS 26 17 256 und DE-GM 71 40 841).

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der eine Prüflast im wesentlichen ohne Schwingungen und Erschütterungen einfach und genau aufbringbar ist, wobei sich eine konstant eingestellte Prüflast im Laufe der Zeit nicht ändert und sie auch nach Belieben einfach zu ändern ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kenn­ zeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst. Der federnde Übertragerhebel kann einfach und genau hergestellt werden. Er ist unempfindlich gegen Schwin­ gungen und Erschütterungen. Die Federkonstante des Übertragerhebels ändert sich nicht und ein Wechsel der Prüflast ist einfach durchzuführen.

Weitere Vorteile ergeben sich aus den übrigen Ansprü­ chen, der Beschreibung und der Zeichnung.

In dieser ist eine Vorrichtung zum Prüfen der Härte eines Werkstückes als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt.

In einem ortsfesten Lager 1 ist ein mittels eines nicht dargestellten und nach Belieben in unterschiedlichen Drehrichtungen betreibbaren Motors antreibbarer Ex­ zenter 2 in Richtung des Pfeiles A und im Gegensinn drehbar gelagert. Der Exzenter 2 hat eine gleichmäßige Steigung.

Mit dem Exzenter 2 wirkt eine Rolle 3 zusammen, die an dem Ende eines Armes 4 eines doppelarmigen Übertra­ gerhebels 5 drehbar gelagert ist, dessen anderer Arm 6 einen Satz Dehnungsmeßstreifen 7 trägt. Mindestens der von den Dehnungsmeßstreifen 7 umgebende Teil des Über­ tragerhebels 5 ist elastisch ausgebildet und die Deh­ nungsmeßstreifen 7 sind so angeordnet, daß im Zusam­ menwirken mit einem üblichen, nicht dargestellten Meßgerät die Biegung des elastischen Teiles des Über­ tragerhebels 5 anzeigbar ist. Der Übertragerhebel 5 ist an einem ortsfesten Lager 8 schwenkbar gelagert.

Am freien Ende des Armes 6 liegt ein Ende der Gleit­ büchse 9 an, die auf einem Prüfkörperhalter 10 axial verschiebbar gelagert ist, der an seinem von der Gleit­ büchse 9 abgewandten Ende einen Prüfkörper 11 trägt, welcher für die Härtemessung eines Werkstückes 20 geeignet ist. Die Gleitbüchse 9 weist an ihrem vom Prüfkörper 11 entfernten Ende eine Schulter 12 auf. Zwischen dieser Schulter 12 und einer im Bereich des Prüfkörpers 11 angeordneten Schulter 13 ist eine Vor­ lastfeder 14 eingespannt, welche die beiden Schultern 12 und 13 voneinander und damit die Gleitbüchse 9 von dem Prüfkörperhalter 10 zu entfernen sucht.

Das an dem Arm 6 anliegende Ende der Gleitbüchse 9 ist keilförmig ausgebildet und ragt in eine keilförmige Ausnehmung des Armes 6 hinein. Der Keilwinkel dieser Anordnung ist größer als der Keilwinkel des keilför­ migen Endes der Gleitbüchse 9.

Die Schulter 13 ist mit Spiel von einem ortsfesten Gehäuseteil 15 umgeben, das eine kegelförmige Ausneh­ mung zur Aufnahme eines dem Prüfkörper 11 benachbarten kegelförmigen Teiles der Schulter 13 hat, der in Ru­ helage des Prüfkörperhalters 11 auf dem die kegelför­ mige Ausnehmung begrenzenden Wandteil aufsitzt. Der Prüfkörper 11 ist von dem Gehäuseteil 15 mit Spiel umgeben.

Auf einem anderen, über dem Arm 6 des Übertragerhebels 5 angeordneten ortsfesten Gehäuseteil 16 ist ein Ge­ häuse 17 eines Meßgerätes 18 angebracht, dessen Meß­ element 19 mit Spiel durch den Gehäuseteil 16 und durch den Arm 6 hindurchragt, koaxial zu dem Prüfkörper 10 angeordnet ist und an dessen Stirnseite ansteht.

Ein Werkstück 20 ist auf einem nach Belieben heb- und senkbaren Spanntisch 21 befestigt.

In Ruhelage der Vorrichtung ragt der Prüfkörper 11 über den Gehäuseteil 15 vor, da der kegelige Teil der Schul­ ter 13 am Gehäuse 19 ansteht. Zum Messen der Härte des Werkstückes 20 wird dieses an den Gehäuseteil 15 an­ gestellt, wodurch der Prüfkörper 11 entgegen der Wir­ kung der Vorlastfeder 14 verschoben wird und unter gegebenenfalls einen Eindruck im Werkstück 20 erzeu­ genden Vorlast auf diesem aufsteht. Anschließend wird der Exzenter 2 ausgehend von seiner Ruhelage langsam in Richtung des Pfeiles A angetrieben, wodurch eine sich steigernde Last über den Übertragerhebel 8 und den Prüfkörperhalter 10 auf den Prüfkörper 11 übertragen wird, der entsprechend der aufgebrachten Last und entsprechend der Härte des Werkstückes 20 in dieses eindringt. Eine ruhende Last kann durch Anhalten des Exzenters 2 aufgebracht werden. Die Eindringtiefe des Prüfkörpers wird mit Hilfe des Meßgerätes 18 abhängig von der mittels des Exzenters 2 aufgebrachten Last laufend gemessen. Die Größe dieser Last wird laufend von den Dehnungsmeßstreifen 7 gemessen, die einem geeigneten, nicht dargestellten Meßgerät zugeordnet sind, das die Durchbiegung des elastischen Teiles des Armes 6 abhängig von der durch den Exzenter 2 aufge­ brachten Last laufend mißt. Das Meßgerät 18 und das dem oder den Dehnungsmeßstreifen 7 zugeordnete Meßgerät können an einen Prozeßrechner angeschlossen werden, welcher die während der Härteprüfung verlangten Meß­ werte ermittelt. Auf den Prüfkörper 11 kann so lange eine Last aufgebracht werden, bis eine vorgewählte Eindringtiefe dieses Prüfkörpers 11 im Werkstück 20 oder eine bestimmte Maximallast erreicht ist. In der Zeichnung ist die Vorrichtung während des Meßvorganges dargestellt. Der Übertragerhebel 5 wird durch Rück­ drehen des Exzenters 2 entgegen der Richtung des Pfei­ les A entlastet.

Mit Hilfe der Vorrichtung ist es möglich, eine gleich­ förmig steigende Belastung auf den Prüfkörper 11 auf­ zubringen. Die Eindringtiefe dieses Prüfkörpers in das Werkstück 20 wird durch die Relativbewegung zwischen dem Prüfkörperhalter 10 und dem ortsfesten mit dem Gehäuseteil 15 verbundenen Gehäuseteil 16 gemessen.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Prüfen der Härte eines Werkstückes mit einem an einem bewegbaren Prüfkörperhalter (10) angebrachten Prüfkörper (11), mit einer Belastungseinrichtung (1, 2, 3) zum unterschied­ lichen Belasten des Prüfkörpers, mit einem Meß­ organ (18) zum Messen der Eindringtiefe des Prüf­ körpers in das Werkstück (20), mit einem Meßgerät (7) zum Messen der jeweils abhängig von der Ein­ dringtiefe auf den Prüfkörper wirkenden Last und mit einem heb- und senkbaren Spanntisch (21) zur Aufnahme des Werkstückes, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen der Belastungseinrich­ tung und dem Prüfkörperhalter ein federnder Über­ tragerhebel (5) angeordnet ist, über den die von der Belastungseinrichtung zu erzeugende und vom Prüfkörper auf das Werkstück aufzubringende Last übertragbar ist und an dem mindestens der Teil der Meßeinrichtung (7) angebracht ist, der seine unter Last auftretende elastische Verformung mißt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem federnden Übertrager­ hebel (5) mindestens ein Dehnungsmeßstreifen (7) angebracht ist, der Bestandteil der Meßeinrichtung ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der federnde Übertrager­ hebel (5) als Doppelhebel ausgebildet ist, der auf seinem dem Prüfkörper (11) zugewandten Arm den Dehnungsmeßstreifen (7) trägt und auf dessen anderen Arm die Belastungseinrichtung (1, 2, 3) wirkt.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Über­ tragerhebel (5) mit einem antreibbaren Exzenter (2) als Bestandteil der Belastungseinrichtung (1, 2, 3) zusammenwirkt.