DE7140841U

DE7140841U - Vorrichtung zur kontinuierlichen Härtemessung

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Publication number: DE7140841U
Application number: DE7140841U
Authority: DE
Original assignee: STOEFERLE T; THEIMERT P
Current assignee: STOEFERLE T; THEIMERT P
Publication date: 1972-02-03

Description

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Beschreibung

Die Neuerung besteht in einer Vorrichtung, die es erlaubt, den Härteverlauf entlang einer Linie der Oberfläche eines Körpers kontinuierlich zu messen.

Um den Härteverlauf eines ungleich harten Teils entlang einer Linie seiner Oberfläche festzustellen, sind im allgemeinen eine große Anzahl von Einzelmeßwerten mit einem der üblichen Verfahren wie z. B. Brinell, Vickers oder Rockwell zu erstellen. Einen endgültigen Überblick erhält man erst, wenn man die Meßwerte in einem Diagramm aufträgt und verbindet. Durch die punktweise Ermittlung des Härteverlaufs ist die Lage von Extremwerten nur unzulänglich feststellbar. Eine Verbesserung bringen hier diejenigen Verfahren, bei denen ein kontinuierlicher furchenartiger Eindruck durch Kitzen (oder Abrollen eines Eindringkörpers) erzeugt wird, bei denen zwar an der Bindruckbreite Extremwerte deutlicher zu erkennen sind, noSr als «;s±st optisch vorgenommene Messung der Furchenbreite erfolgt jedoch wiederum diskontinuierlich.

In jedem Fall ist ein relativ großer zeitlicher Aufwand zur Ermittlung von Härteverläufen entlang einer oder mehrerer parallel liegender Linien einer Fläche erforderlich. Dazu kommen im Fall der punktweisen Messung die Unsicherheit bezüglich der Lage der Extremwerte und in jedem Fall bei der optischen Ablesung die persönlichen Fehler.

Me Neuerung dient dem Zweck diese Mängel zu beheben. Sie besteht darin, daß bei der Ermittlung von Härteverläufen der zeitliche Aufwand erheblich vermindert wird, der persönliche Fehler während der Messung völlig ausgeschaltet wird, Extremwerte im Verlauf der Härte eindeutig feststellbar sind und ein maßstäbliches Diagramm des Härteverlaufs während der Messung erstellt wird, das eine charakteristische Größe, in diesem Fall die Furchentiefe, im Augenblick des Entstehens aufzeichnet.

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Diese Vorteile werden insbesondere dadurch erreicht, daß ein Eindringkörper und ein Taster, die vertikal unabhängig voneinander beweglich sind und deren Relativbewegungen zueinander gemessen werden, dicht hintereinander mit einem Schlittensystem parallel zur Oberfläche des Prüflings geführt werden·

Die gemeinsame im allgemeinen horizontale Bewegung des Eindringkörpers und des Tasters relativ zum Prüfling werden ebenfalls gemessen. Die beiden Meßgrößen, die vertikal Relativbewegungen von Eindringkörper zu Taster sowie die horizontale Bewegung von beiden gemeinsam, werden auf die beiden Achsen eines Zweikoordinatenschreibers gegeben. Der Meßvorgang läuft folgendermaßen ab:

Nach dem Einstellen der Vorrichtung auf die Höhe der Prüffläche wird durch im allgemeinen horizontales Verfahren von Eindringkörper und Taster eine Referenzlinie geschrieben; dabei ist der Eindringkörper nicht belastet. Es ergibt sich so eine Aufzeichnung der Formfehler der Überfläche entlang einer Linie. Danach wird der Eindringkörper mit der Prüflast belastet und Eindringkörper und Taster (horizontal) zurückverfahren. Der Eindringkörper dringt dabei je nach Härte des Prüflings unterschiedlich tief in die Oberfläche des Prüflings ein. Er bewegt sich relativ zu dem kurz vor ihm laufenden- Taster. Diese Bewegung wird gemessen und wiederum auf dem Schreiber über dem horizontalen Verfahrweg aufgezeichnet. Der Abstand zwischen dieser Linie (Meßlinie) und der vorher geschriebenen Referenzlinie ist analog der jeweiligen Eindringtiefe, die als Kennwert für die Härte gilt. Der gesamte beschriebene Meßvorgang ist durch eine Folgesteuerung automatisiert. Durch Verstellen des Meßkopfs quer zur Meßrichtung lassen sich mehrere Meßlinien nebeneinander schreiben und durch entsprechende Nullpunktverstellung am Zweikoordinatenschreiber ein plastisch wirkendes Härtegjebirge aufzeichnen. Die Vorrichtung kann auch in beliebiger räumlicher Lage angeordnet sein.

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Die besonderen Formen der Eindringkörper, die sowohl fest (ziehend) als auch drehbar (rollend) eingebaut sein können ergeben die geringste Verletzung der Oberfläche des Prüflings. Die Prismenlagerung der zwei Lagerzapfen der rollenden Eindringkörper ergibt eine nur geringe Reibung.

Ein weiteres Me -kmal der Neuerung ist die hebelartige Anlenkung von Eindringkörper und Taster, die einen nur geringen Reibungseinfluß sichern. Ebenso die Lage des Anlenkpunkts der Hebel, der in der Hohe der Oberfläche dfts Prüflings angeordnet sein muß, damit nicht vertikale Komponenten der im Anlenkpunkt angreifenden Kraft zum Bewegen des Eindringkörpers die Prüflast verfälschen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung dargestellt und nachfolgend erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch die Vorrichtung eine Seitenansicht eines Eindringkörpers einen Querschnitt -k-sseibeü eine Seitenansicht eiaes Sindringkörpers einen Querschnitt desselben eine Seitenansicht der Lagerung eines rollenden Eindringkörpers

Fig. 7 einen Querschnitt derselben

Ein rollender oder fester Eindringkörper (l), der auf der zu prüfenden Oberfläche (23) des Prüflings (3) aufliegt, ist am Ende eines auf der Achse (6) gelagerten Hebels (4) befestigt. Der unmittelbar hinter dem Eindringkörper (l) angeordnete Taster (2) ist über den Hebel (5) ebenfalls auf der Achse (6) gelagert. Die Achse (6) kann mit den an ihr angelenkten Teilen mit einem rechtwinkligen Drei—Koordinaten—Schlitten bewegt bzw. verstellt werden. Mit der Vertikalspindel (8) wird die Einstellung des Meßkopfs auf die Höhe der Prüflingsoberfläche (23) in der Führung (7) vorgenommen. Mit der Querspindel (lO) kann die Lage der Meßlinie auf der Prüflingsober— fläche (23) in Querrichtung in der Führung (9) festgelegt werden. Mit der Längsspindel (l2) wird die Bewegung zum Ermitteln

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der Referenz- und Meßlinie in der Führung (ll) erzeugt. Der Meßaufnehmer (l8), der die Relativbewegung des Eindringkörpers (l) zum Taster (2) mißt, ist über einen Verstärker (20) mit einer Achse des Zvrexkoordinatenschreibers (22) verbunden. Die Längsbewegung wird durch einen vtjiteren Wegaufnehaer (19) gemessen, der über den Verstärker (21) mit der anderen Achse des Zweikoordiiiatenschrexbers (22) verbunden ist. Die veränderbaren Gewichte (15) zur Erzeugung der Prüf last auf den Eindringrkörper (l) können durch einen Hebel (l6), welcher mit Hilfe der Spindel (17) bewegt wird, aufgesetzt und abgehoben werden. Die Gewichte (15) machen alle Bewegungen des Meßkopfes mit.

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Claims

t ■ f ι · -5- Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur kontinuierlichen Härtemessung insbesondere für metallische Werkstoffe bei der ein belastbarer Eindringkörper und ein Taster auf der nahezu ebenen Oberfläche eines Prüflings ungefähr parallel zu derselben entlang einer Linie bewegbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (4), der den Eindringkörper (l) trägt, mit der dem Eindringkörper (l) entgegengesetzten Saite auf einer Achse (6) gelagert ist, die ebenfalls Lagerachse für den Hebel (5) ist, an welchem ein Taster (2) so befestigt ist_f daß er sich in unmittelbarer Nähe des Eindringkörpers (l) befindet.

2. Vorrichtung zur kontinuierlichen Härtemessung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet« daß einerseits der Hebel (5) des Tasters (2) und andererseits der Hebel (k) des Eindringkörpers (l) mit den Teilen eines Wegaufnehme rs (l8) verbunden sind, die sich bei einer Messung relativ zueinander verschieben, und daß über feste Verbindungen einerseits die Achse (6) und andererseits der Prüfling (3) mit den Teilen eines anderen Wegaufnehmers (19) verbunden sind, die sich bei einer Messung relativ zueinander verschieben.

3. Vorrichtung zur kontinuierlichen Härtemessung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Signale der Meßauf nehmer **dxrekt oder verstärkt einem Zweikoordinatenscbreibsystem zugeführt und von diesem aufgezeichnet werden.

4. Vorrichtung zur kontinuierlichen Härtemessung nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (6) der beiden Hebel (k) und (5) in der Ebene der Prüflingsoberfläche (23) liegt.

5. Vorrichtung zur kontinuierlichen Härtemessung nach An spruch 1, 2 und k dadurch gekennzeichnet, daß der Eindringkörper (l) und der Taster (2) hintereinander auf einer Senkrechten zu der Achse (6) angeordnet sind.

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Vorrichtung zur kontinuierlichen Härtemessui._o nach Anspruch 1,2,4 und 5 dadurch gekennzeichnet, daß der mit dam Prüfling (3) in Berührung kommende Teil des gleitenden oder rollenden Eindringkörpers (l) eine einem Torus (2k) oder zweier sich durchdringender Kegel mit ineinanderfallenden Achsen (25) ähnliche geometrische Form hat.

, Vorrichtung zur kontinuierlichen Härtemessung nach Anspruch 1,2,4, und 5 dadurch gekennzeichnet, daß die rollenden Eindringkörper (26) mit Zapfen (?-8) versehen sind, die ihrerseits in Lagern (27) sind, die vorzugsweise prismatische oder zylindrische Form haben oder Wälzlager sein können.

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