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Härteprüfgerät mit Vergleichs- und Meßpendel Die Erfindung bezieht
sich auf ein Härteprüfgerät mit einem Vergleichspendel von praktisch konstanter
Schwingungsdauer und einem Meßpendel, welches während seiner Schwingung mit einer
sehr harten Auflagerfläche auf dem zu prüfenden Werkstoff aufruht. Die beiden Pendel
werden vorzugsweise mit verschiedener Amplitude in Schwingung versetzt. Der Unterschied
zwischen den Schwingungsüauern der beiden Pendel bildet in bekannter Weise das Maß
für die Härte des zu prüfenden Körpers.
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Härteprüfvorrichtungen der genannten Art sind an sich bekannt. Bei
den bekannten Einrichtungen wird zuerst die harte Auflagerfläche des Meßpendels
mit dem zu prüfenden Gegenstand in Berührung gebracht, indem beispielsweise der
zu prüfende Gegenstand so weit angehoben wird, bis ein die harte Auflagerfläche
tragender Arm des Meßpendels sich auf den zu prüfenden Werkstoff auf stützt. Bei
dieser bekannten Einrichtung ist man vollkommen auf das Gefühl angewiesen, um zu
ermitteln, wann der genannte Zeitpunkt der Auflagerung des Meßpendels auf der harten
Fläche erreicht ist. Bei verschiedenen Messungen wird also der zu prüfende Körpern
einmal höher und einmal weniger hoch angehoben, was zur Folge hat, daß sowohl der
Druck, mit der die Auflagerfläche des Meßpendel§ auf dem zu prüfenden Gegenstand
anfliegt, als auch die Richtung der Meßpendelachse bei den einzelnen Messungen verschieden
ist. DieseVerschiedenheit hat jedoch zur Folge, daß die Meßergebnisse, die in den
einzelnen Fällen erzielt werden, nicht mehr miteinander vergleichbar sind.
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Die Unzuverlässigkeit der Meßergebnisse bei der bekannten Einrichtung
wird noch da,-durch erhöht, daß die Zeitdauer, die zwischen dem Anliegen der Auflagerfläche
des Meßpendels an dem Prüfgegenstand und der Ingangsetzung der Pendel verstreicht,
ganz von der Person, die die Messung ausführt, abhängt. Diese Zeitdauer ist aber
deswegen auf das Meßergebnis -von Einfluß, weil der Eindruck, den die meist ans
einem Diamanten bestehende harte Auflagerfläche des Meßpendels in dem züi prüfenden
Gegenstand hervorruft, um so tiefer ist, je länger die Zeitdauer ist, die
bis zur Ingangsetzung des Meßpendels verstreicht.
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Die Nachteile der genannten Einrichtung werden gemäß der vorliegenden
Erfindung nun #dadurch vermieden, daß bei Berührung der Auflagerfläche des Meßpendels
mit dem zu prüfenden Gegenstand selbsttätig eine Auslösevorrichtung betätigt wird,
durch welche das Vergleichspendel und das Meßpendel gleichzeitig in Gang gesetzt
werden. Die Tatsache der Ingangsetzung der Pendel im Augenblick der Berührung der
Auflagerfläche des Meßpendels mit dem zu prüfenden Gegenstand
zeigt
der die Messungen vornehmenden -Person sofort an,- daß sich der zu prüfende Gegenstand
in der für die Messung geeigneten -S.tellung befindet und daher eine weitere Verstellung
des Prüflings nicht notwendig ist. Es wird auf diese Weise dafür gesorgt, daß 3-ich
der zu prüfende Gegenstand bei allen Messungen immer in -dergleichen Lagebefindet.
Verschiedenheiten des Meßergebnisses, die bei der bekannten Meßeinrichtung aus der
Ungleichheit der Lage des zu prüfenden Körpers herrühren, gibt es hierbei nicht
mehr. Weiterhin ist es aber auch bei dem Erfindungsgegenstand unmöglich, daß zwischen
dem Augenblick der Berührung der Auflagerfläche des Meßpendels mit dem zu prüfenden
Gegenstand und dem Augenblick der Ingangsetzung der Pendel bei den einzelnen Messungen
ein verschieden großer Zeitabstand liegt; denn bei dem Erfindungsgegenstand erfol
' gt die Ingangsetzung der Pendel stets gleichzeitig mitdem Aufliegen des
Meßpendels auf dem zu prüfenden, Gegenstand.
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Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung dient die Auslösevorrichtung,
welche die Pendel in dem Augenblick in Gang setzt, in dem die Auflagerflächen des
Meßpendels mit dem zu prüfenden Gegenstand in Berührung kommen, gleichzeitig auch
noch zur Ingangsetzung eines bei Härteprüfern bekannten Meßapparates zuy Messung
des Unter--schiedes in der Schwingungsdauer beider Pendel. Dieser Mr-Zapparat kann
in -bekannter Weise-a s einbra Chronometer, einem Zähler für die Pendelschwingungen
bestehen. Hierdurch wird erreicht, daß schon die Schwingungsperioden bis zum ersten
Zusammenfallen der Suchwingungen beider Pendel zur Messung herangezogen werden können,
-so daß die Messungen wesentlich beschleunigt werden.
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Das Härteprüfgerät gemäß der Erfindung ist in den Figuren -beispietsweise
veranschaulicht.
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Fig. i -zeigt das Härteprüfgerät in Seitens ansicht.
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Fig. 2 stellt einen Längsschnitt des Häxteprüfgerätes nach Fig. i
nach der Linie 2-2 der Fig. 3 und Fig» 3 einen Querschnitt nach der
Linie 3-3
der Fig.:2 dar, Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen 4n größerem
Maßstabe, und zwar in Schnitten -nach den Linien 4-4 der Fig. 5 und
-5-5 der Fig. 4, die Einzelheiten der Aufhängung der Pendel.
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Auf einer Platte 3 eines starren ' gußeisernen -Gestells
-i sind das Vergleichspende15 und das Meßpendel 6 gelagert.
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An- jedem Ende der Achse 51. des Vergleichspendels ist eine
biegsame Lamelle52 ($. Fig. 4 und 5) befestigt. Das obere Ende der Lamelle
52 ist mit einem Zapfen #3 ver--b.finden, der in Auflagern 54 frei ruht.
Letzte-re haben die Form eines V und sind in dem Gestell i befestigt.
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Das nach innen zu liegende Ende der Achse 61 des Meßpendels
6 besitzt die gleiche .A,u'fhängung. Das äußere Ende der Achse
6'
ist durch einen Arm 8 verlängert, der die bei--spielsw-eise aus
einem Diamanten bestehende Auflagerfläche 9 trägt, mit der das Meßpendel
6 auf dem zu prüfenden Gegenstand aufruht.
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Wenn sich das Härteprüfgerät in der Ruhe--stellung befindet, ist das
äußere Ende der Achse 6' des Meßpendels in derRille iol einer -Querwelle
io gelagert (Fig. 3). Die Querwelle io ist ihrerseits durch Kugellager in
dem Gestell i drehbar gelagert. Mit einem Handgriff 02 kann die Welle io so. weit
gedreht werden, bis sich ein Nocken i i hinter eine Sperrklinke 12- legt, die mit
einem Handgriff 121 in Verbindung steht. Die Sperrklinke hält die Welle io entgegen
der WirkLing eines Antriebsmittels, das regelbar ist und beispielsweise aus einer
Feder oder einem Gegengewicht 13 besteht, fest. Die Kraft dieser Antriebsvorrichtung
ist jedoch derart begrenzt, daß schon die Reibung, welche lediglich durch das Aufruhen
des Pendels 6 auf der Welle io hervorgerufen wird, ausreicht, Üm die Drehung
der Welle auch dann zu ver--hindern, -wenn die7 Klinke 12 ausgeschaltet ist. Wenn
dagegen das Pendel 6 nicht mehr auf der M.Telle-io aufruht, dreht sich der
Nocken ii selbsttätig in dem Sinne des in den Fig. i und 2 eingezeichneten Pfeiles.
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Die Beruhrung der Pendelachse,61 mit der Welle io hört auf, wenn die
Achse 61 etwas angehoben wird; dies geschieht in dem Augenblick, in dem die
zu untersuchende Probe 14 mit der Auflagerfläche 9, des Meßpendels in Berührung
kommt. Die Probe 14 befindet sich auf der Platte -153 einer Schraubenwinde 15, 151,
die unterhalb des freien Endes des -Armes 8 angeordnet ist. Die Feineinstellung
-beim Anheben der Probe. _geschieht mittels der Einrir-htung 152.
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Sobald der Druck der Achse 6' auf die Welle io aufhört, kann
das ;Gewicht 1:3 den -Nocken ii antreiben, der die Schwingbewegung der Pendel
5 und 6 auslöst. Letzteres geschieht-auf die folgen-de Weise: Unterhalb
der Pendel 5 und 6 ist in dem Gestell i eine -Querwelle 16
gelagert, die senkrecht zu der Schwingungsebene der Pendel verläuft. Die Welle 16
kann mittels eines Steuerhandgriffs 16?, und entgegen der Wirkung eines Kr-aftspeichers,
beispielsweise einer Feder 161 ' -gedreht werden. Auf der Welle 16 ist ein
Sperrnocken 17 befestigt, der mit einem Riegel 18 zusammenarbeitet. Ferner
sind auf der Welle 16 zwei Anschläge j65 und
166 befestigt, welche
sich infolge der Drehung der Welle 16 in die Schwingungsebene zweier Vorsprünge
1-5 und 176 der Pendel 5 und 6
hineinbewegen. Einer der Anschläge,
z. B. der Anschlag r6,1, - ist mittels einer Regelschraube einstellbar.
- Die Stellung des Nolzkens 17 einerseits und der Anschläge 165 und
166 andererseits zueinander ist derart mit Bezug auf die Achse 16, gewählt, daß
bei dem Eingriff des Riegels iS hinter die Sperrnase des Nockens 17 der Kraftspeicher
161 gespannt ist und die Anschläge 165 und 1611 die Pendel 5 und
6 durch ihr Einwirken auf die Vorsprünge 175 und 17' in einer solchen Stellung
halten, bei der die Pendel um bestimmte Winkel aus ihrer Gleichgewichtslage herausgebracht
sind. Diese Winkel können beispielsweise derart gewählt sein, daß die Amplitude
des Meßpendels 6 z. B. :2 mm und die des Vergleichspendels 5 ungefähr
5 bis io mm beträgt.
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Der Riegel 18 wird von einem Arm ig getragen, der seinerseits bei
igl auf einer Platte 2o drehbar gelagert ist. Der Arm ig wird durch eine Feder igl
in seine Arbeitsstellung bewegt.
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Der Riegel 18 wird durch den Nocken i i in beliebiger Weise, z. B.
mechanisch, elektrisch oder hydraulisch, gesteuert. Bei der dargestellten Ausführungsform
ruht der Arm ig auf dem unteren verbreiterten Ende eines Gestänges :2 1 auf, dessen
oberes Ende an einem Wink-elhebel 2:2 angelenkt ist. Dieser Winkelhebel kann durch
eine Stange 23 in eine Schwingbewegung versetzt werden. Die Stange:23 ist
ihrerseits an einen Hebel 24 angelenkt, der mit dem Nocken ii zusammenarbeitet.
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Mit der beschriebenen Einrichtung werden das Vergleichspendel
5 und das Meßpendel 6
gleichzeitig in dem Augenblick in Gang gesetzt,
in dem die Auflagerfläche 9 des Meßpendels 6 mit dem zu prüfenden
Gegenstand 14 in'Berührung gekommen ist und infolgedessen die Achse 61 von
der Welle io abgehoben worden ist. Denn in diesem Augenblick wird der Nocken i i
frei und legt sich unter der Wirkung des Gewichtes 13 gegen den Hebel 24 und drückt
ihn unter der Wirkung des Gegengewichtes 13 o. dgl. vor sich her. Die Folge davon
ist, daß der Hebel 24 über das GCStänge 21, 22, 2,3 das Anheben des
Riegels 18 und die Freigabe der-Achse 16 bewirkt. Diese gelangt durch die Kraft
der Rückführvorrichtung 161 in ihre unwirksame Stellung.
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Nachdem beide Pendel in Gang gesetzt sind kann man aus dem Unterschied
in der Schwingungsdauer des * Meßpendels und des Vergleichspendels in bekannter
Weise einen sicheren Schluß auf die Härte des Prüfkörpers 14 ziehen. Der Unterschied
in der Schwingungsdauer wird am besten in bekannter Weise nach der Koinzidenzmethode
festgestellt. I Zum Messen des Zeitintervalls zwischen zwei Koinzidenzen dient beispielsweise
in be-
kannter Weise ein Chronometer 3o, der durch Einwirkung auf einen Handgriff
3 1 in Gang gesetzt und durch Einwirkung auf einen Knopf 32- angehalten
werden kann. Zum Aufziehen des Uhrwerks des Chronometers dient ein Handgriff 34.
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Gemäß einer zweckmäßigen weiteren Ausbildung der Erfindung wird die
Ingangsetzung des Chronorneters selbsttätig in dem gleichen Augenblick bewirkt,
in dem auch die Pendel 5
und 6 ihre- Bewegung beginnen.
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Z-Wecks selbsttätigen Ingangsetzens des Chronometers wird die Stange
2-3 derart verlängert, daß sie auf einen Winkelhebel 33 einwirken
kann, durch welchen ein EinschaltknOPf 3 1 betätigt wird, wenn der Nocken
i x
durch das Gewicht 13 angetrieben wird.
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Zur Feststellung der Koinzidenzen dient eine bekannte optische Einrichtung
mit einer an dem oberen Ende des. Versuchspendels 6
angebrachten transparenten
Platte 25, auf der in Richtung der Pendelachse ein Strich eingraviert ist.
D#ieser Strich wird mittels einer Lampe 26 erleuchtet. Ein doppeltes optisches
SYsteln 2-7, das auf dem Gehäuse der Vorrichtung angebracht ist, bildet den
in Rede stehenden Meßstrich auf einer lichtdurchlässigen Meßleiste 28 ab,
die auf dem oberen E nde des Vergleichspendels 5 befestigt ist. Zwei
Striche, welche länger als die anderen sind, kennzeichnen die Mitte der Meßleiste.
Eine Lupe 2-9 erleichtert die Beobachtung der Meßleiste. Das Bild des Meßstriches
der Platte 25 macht eine Schwingbewegung gegenüber den Strichen der Meßleiste:28.
Die Amplitude dieser Relativbewegung nimmt zu, geht durch ein Maximum, nimmt dann
wieder ab und wird schließlich wieder null. Der Zeitraum zwischen zwei aufeinanderfolgenden
Augenblicken, in denen die genannte Relativbewegung null ist, ist gleich der Zeit
zwischen zwei Koinzidenzen.