AT527234B1

AT527234B1 - HARDNESS TESTING DEVICE

Info

Publication number: AT527234B1
Application number: ATA50800/2023A
Authority: AT
Inventors: Buchsteiner Ing Werner
Original assignee: Emco Test Pruefmaschinen Gmbh
Priority date: 2023-10-02
Filing date: 2023-10-02
Publication date: 2024-12-15
Also published as: DE102024126985A1; AT527234A4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Härteprüfeinrichtung (1) zum Erzeugen eines Eindrucks in der Oberfläche eines von einem Objektträger (2) aufnehmbaren Prüfobjektes (3) für eine Härteprüfung mittels eines von einem Prüfkörperträger (4) gehaltenen Prüfkörpers (5), welcher Prüfkörperträger (4) fest mit einer Messvorrichtung (40) verbunden ist, mit einer einen Objekthalter (35) aufweisenden Verspannvorrichtung (30), welche ausgebildet ist, um das Prüfobjekt (3) am Objektträger (2) zu halten, wobei ein in einer Hubrichtung (h) gemessener erster Relativabstand (a) zwischen dem Objekthalter (35) und dem Objektträger (2) mittels eines ersten Antriebs (25) verstellbar ist, wobei der erste Antrieb (25) mit einer in einem Maschinenrahmen (20) drehbar gelagerten Antriebsspindel (24) antriebsverbunden ist, an welcher eine mit der Verspannvorrichtung (30) drehfest verbundene erste Spindelmutter (34) eingreift, und wobei ein in Hubrichtung (h) gemessener zweiter Relativabstand (b) zwischen dem Prüfkörperträger (4) und dem Objektträger (2) mittels eines zweiten Antriebs (45) verstellbar ist. Um während einer Härteprüfung ein sicheres Fixieren des Prüfobjektes (3) zu ermöglichen ist vorgesehen, dass der zweite Antrieb (45) mit einer zweiten Spindelmutter (44) antriebsverbunden ist, welche in der Antriebsspindel (24) eingreift, wobei die drehbar am Prüfkörperträger (4) gelagerte zweite Spindelmutter (44) in oder entgegen der Hubrichtung (h) verschiebefest mit dem Prüfkörper (5) verbunden ist.The invention relates to a hardness testing device (1) for producing an impression in the surface of a test object (3) that can be picked up by a specimen carrier (2) for a hardness test by means of a test object (5) held by a test object carrier (4), which test object carrier (4) is firmly connected to a measuring device (40), with a clamping device (30) having an object holder (35) which is designed to hold the test object (3) on the specimen carrier (2), wherein a first relative distance (a) measured in a stroke direction (h) between the object holder (35) and the specimen carrier (2) can be adjusted by means of a first drive (25), wherein the first drive (25) is drive-connected to a drive spindle (24) which is rotatably mounted in a machine frame (20) and on which a first spindle nut (34) which is connected in a rotationally fixed manner to the clamping device (30) engages, and wherein a second relative distance (b) measured in the stroke direction (h) between the Test specimen carrier (4) and the object carrier (2) can be adjusted by means of a second drive (45). In order to enable the test object (3) to be securely fixed during a hardness test, the second drive (45) is drive-connected to a second spindle nut (44) which engages in the drive spindle (24), wherein the second spindle nut (44) which is rotatably mounted on the test specimen carrier (4) is connected to the test specimen (5) in a displacement-proof manner in or against the stroke direction (h).

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Härteprüfeinrichtung zum Erzeugen eines Eindrucks in der Oberfläche eines von einem Objektträger aufnehmbaren Prüfobjektes für eine Härteprüfung mittels eines von einem Prüfkörperträger gehaltenen Prüfkörpers, welcher Prüfkörperträger fest mit einer Messvorrichtung verbunden ist, mit einer einen Objekthalter aufweisenden Verspannvorrichtung, welche ausgebildet ist, um das Prüfobjekt am Objektträger zu halten, wobei ein in einer Hubrichtung gemessener erster Relativabstand zwischen dem Objekthalter und dem Objektträger mittels eines ersten Antriebs verstellbar ist, wobei der erste Antrieb mit einer in einem Maschinenrahmen drehbar gelagerten Antriebsspindel antriebsverbunden ist, an welcher eine mit der Objekthaltevorrichtung drehfest verbundene erste Spindelmutter eingreift, und wobei ein in Hubrichtung gemessener zweiter Relativabstand zwischen dem Prüfkörperträger und dem Objektträger mittels eines zweiten Antriebs verstellbar ist. Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Durchführen einer Härteprüfung mit dieser Härteprüfeinrichtung, wobei ein Eindruck in der Oberfläche eines Prüfobjektes mittels eines von einem Prüfkörperträger gehaltenen Prüfkörpers erzeugt wird, welcher von einem Objektträger aufgenommen wird, wobei während der Härteprüfung das Prüfobjekt mittels einer Verspannvorrichtung am Objektträger gehalten wird. [0001] The invention relates to a hardness testing device for producing an impression in the surface of a test object that can be held by a specimen slide for a hardness test by means of a test object held by a test object carrier, which test object carrier is firmly connected to a measuring device, with a clamping device having an object holder, which is designed to hold the test object on the specimen slide, wherein a first relative distance measured in a stroke direction between the object holder and the specimen slide is adjustable by means of a first drive, wherein the first drive is drive-connected to a drive spindle that is rotatably mounted in a machine frame and on which a first spindle nut that is connected in a rotationally fixed manner to the object holding device engages, and wherein a second relative distance measured in the stroke direction between the test object carrier and the specimen slide is adjustable by means of a second drive. Furthermore, the invention relates to a method for carrying out a hardness test with this hardness testing device, wherein an impression is produced in the surface of a test object by means of a test object held by a test object carrier, which is received by a specimen slide, wherein during the hardness test the test object is held on the specimen slide by means of a clamping device.

[0002] Für präzise und wiederholbare Messungen gibt es bei Härteprüfmaschinen die Herausforderungen, dass das Prüfteil während der Messung stabil auf dem Prüftisch positioniert bleibt. Dazu gibt es einerseits die Möglichkeit, das Prüfteil mit einer entsprechenden Haltevorrichtung auf dem Prüftisch einzuspannen und zu fixieren, oder andererseits das Prüfteil mithilfe des Prüfkopfes gegen den Prüftisch zu verspannen, um es dadurch lagestabil zu fixieren. [0002] For precise and repeatable measurements, hardness testing machines face the challenge of ensuring that the test piece remains stable on the test table during the measurement. To this end, there is the option of clamping and fixing the test piece on the test table using an appropriate holding device, or of clamping the test piece against the test table using the test head in order to fix it in a stable position.

[0003] Es sind Härteprüfmaschinen bekannt, bei denen das Verspannen der Prüfteile über ein eigenes Z-Achssystem erfolgt. Dabei wird ein Prüfkopf über ein Führungssystem in Verbindung mit einem Spindelsystem auf Block gegen das Prüfteil gefahren und verspannt (ersichtlich z.B. im Dokument AT 517833 B1 oder AT 509628 B1). Das im Prüfkopf positionierte Messsystem wird dabei über ein zweites Führungs- und Spindelsystem realisiert. [0003] Hardness testing machines are known in which the test pieces are clamped using a separate Z-axis system. A test head is moved to a block against the test piece using a guide system in conjunction with a spindle system and clamped (see, for example, the document AT 517833 B1 or AT 509628 B1). The measuring system positioned in the test head is implemented using a second guide and spindle system.

[0004] Abgesehen von zwei notwendigen, unabhängigen Führungs- und Spindelsystemen besteht auch der Nachteil, dass sich während des Messvorganges die Verspannkraft um die aufgebrachte Messkraft verringert, wodurch die Prüfteile während der Messung instabil werden können. Um dies zu verhindern, werden oft sehr hohe Verspannkräfte eingesetzt. Bei hohen Messkräften von bis zu 30.000 N würde allerdings eine höhere Verspannkraft von zum Beispiel 35.000 N notwendig sein, um beim Erreichen der Messkraft noch eine verbleibende Verspannkraft von 5.000 N gewährleisten zu können. Das gesamte Verspannsystem muss somit auf sehr hohe Belastungen ausgelegt werden. Außerdem kann es durch die hohen Verspannkräfte auch zu unerwünschten Beschädigungen am Prüfteil kommen. [0004] Apart from the two necessary, independent guide and spindle systems, there is also the disadvantage that during the measuring process the clamping force is reduced by the applied measuring force, which can make the test pieces unstable during the measurement. To prevent this, very high clamping forces are often used. However, with high measuring forces of up to 30,000 N, a higher clamping force of, for example, 35,000 N would be necessary in order to be able to guarantee a remaining clamping force of 5,000 N when the measuring force is reached. The entire clamping system must therefore be designed for very high loads. In addition, the high clamping forces can also lead to undesirable damage to the test piece.

[0005] Es sind auch Härteprüfmaschinen bekannt, bei denen das Verspannen der Prüfteile und der Messvorgang über ein Z-Achssystem umgesetzt wird. Dabei wird ein Teil des Prüfkopfes gefedert ausgeführt, wodurch das Prüfteil während der Zustellung verspannt und bei weiterer Bewegung der Achse auch gleichzeitig ein Messvorgang durchgeführt werden kann (eine gefederte Verspannkappe ist zum Beispiel im Dokument DE 1473354 A ersichtlich). [0005] Hardness testing machines are also known in which the clamping of the test pieces and the measuring process are implemented via a Z-axis system. In this case, part of the test head is designed to be spring-loaded, whereby the test piece is clamped during the feed and a measuring process can be carried out at the same time as the axis continues to move (a spring-loaded clamping cap can be seen, for example, in the document DE 1473354 A).

[0006] Ein Nachteil dieses Systems besteht darin, dass sich während des Messvorganges durch die weitere Bewegung in Richtung der Messachse auch die Verspannkraft ändert. Im Spindelund Führungssystem addiert sich beim Messvorgang somit die Verspannkraft mit der Messkraft. Des Weiteren besteht die Gefahr, dass die Anderung der Verspannkraft während der Messung auch einen Einfluss auf den Messvorgang und somit auf das Messergebnis hat. Zusätzlich besteht bei diesem System nicht die Möglichkeit das Messsystem unabhängig vom Verspannsystem zu bewegen. [0006] A disadvantage of this system is that the clamping force changes during the measuring process due to the further movement in the direction of the measuring axis. In the spindle and guide system, the clamping force is added to the measuring force during the measuring process. There is also the risk that the change in the clamping force during the measurement will also have an influence on the measuring process and thus on the measurement result. In addition, this system does not allow the measuring system to be moved independently of the clamping system.

[0007] Härteprüfeinrichtungen mit Spannvorrichtungen entlang der Hochachse sind weiters aus den Veröffentlichungen DE 1705259 U, DE 2539661 A1 und DE 4021178 A1 bekannt. [0007] Hardness testing devices with clamping devices along the vertical axis are also known from the publications DE 1705259 U, DE 2539661 A1 and DE 4021178 A1.

[0008] Eine Härteprüfeinrichtung mit einer Spindel und zwei auf jeweils eine Spindelmutter wir-[0008] A hardness testing device with a spindle and two spindle nuts each is

Ds ‚her AT 527 234 B1 2024-12-15 This is AT 527 234 B1 2024-12-15

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kende Motoren sind weiters aus der DE 10 2015 106277 A1 bekannt. K engines are also known from DE 10 2015 106277 A1.

[0009] Aufgabe der Erfindung ist es, während einer Härteprüfung ein sicheres Fixieren des Prüfobjektes zu ermöglichen. [0009] The object of the invention is to enable a secure fixation of the test object during a hardness test.

[0010] Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer Härteprüfeinrichtung der genannten Art dadurch, dass der zweite Antrieb mit einer zweiten Spindelmutter antriebsverbunden ist, welche in der Antriebsspindel eingreift, wobei die drehbar am Prüfkörperträger gelagerte zweite Spindelmutter in oder entgegen der Hubrichtung verschiebefest mit dem Prüfkörper verbunden ist. [0010] This object is achieved in a hardness testing device of the type mentioned in that the second drive is drive-connected to a second spindle nut which engages in the drive spindle, wherein the second spindle nut, which is rotatably mounted on the test specimen carrier, is connected to the test specimen in a displacement-proof manner in or against the stroke direction.

[0011] Vorzugsweise sind der Prüfkörperträger und der Objekthalter in Hubrichtung relativ zueinander und unabhängig voneinander verstellbar ausgebildet. [0011] Preferably, the test specimen carrier and the object holder are designed to be adjustable relative to one another and independently of one another in the stroke direction.

[0012] Die Haltekraft zum Fixieren des Prüfobjektes ist damit unabhängig von der Prüfkraft. Beim Aufbringen des Prüfkörpers auf das Prüfobjekt bleibt die Haltekraft unverändert und das Prüfobjekt somit sicher eingespannt. [0012] The holding force for fixing the test object is therefore independent of the test force. When the test body is applied to the test object, the holding force remains unchanged and the test object is thus securely clamped.

[0013] Eine Ausführungsvariante der Erfindung sieht vor, dass die erste Spindelmutter fest mit einer ersten Verspannplatte der Verspannvorrichtung verbunden ist, wobei vorzugsweise die erste Verspannplatte über zumindest eine erste Führungsstange mit einer zweiten Verspannplatte der Verspannvorrichtung - vorzugsweise in Hubrichtung relativ zueinander verschiebbar verbunden ist. [0013] One embodiment of the invention provides that the first spindle nut is firmly connected to a first bracing plate of the bracing device, wherein preferably the first bracing plate is connected via at least one first guide rod to a second bracing plate of the bracing device - preferably displaceable relative to each other in the stroke direction.

[0014] Insbesondere ist vorgesehen, dass im Wirkungsweg zwischen der ersten Verspannplatte und der zweiten Verspannplatte ein elastisches Element angeordnet ist, wobei vorzugsweise ZzUmindest ein elastisches Element zwischen zumindest einer Verspannplatte und zumindest einer ersten Führungsstange angeordnet ist. Durch die elastische Einspannung des Prüfobjektes kann die Haltekraft auf einfache Weise limitiert werden. Dies ermöglicht es, die Verspannkraft über den Verspannweg entsprechend der Federkennlinie der elastischen Elemente zu verändern. Der Verspannweg kann beispielsweise über eine insbesondere induktive Wegmesseinrichtung gemessen werden. [0014] In particular, it is provided that an elastic element is arranged in the path of action between the first bracing plate and the second bracing plate, wherein preferably at least one elastic element is arranged between at least one bracing plate and at least one first guide rod. The holding force can be limited in a simple manner by elastically clamping the test object. This makes it possible to change the bracing force over the bracing path in accordance with the spring characteristic of the elastic elements. The bracing path can be measured, for example, using a particularly inductive path measuring device.

[0015] Die Erfindung sieht weiters in einer Ausführungsvariante vor, dass die zweite Spindelmutter drehbar in einer ersten Messplatte der Messvorrichtung gelagert ist, wobei vorzugsweise die erste Messplatte über zumindest eine zweite Führungsstange mit einer zweiten Messplatte der Messvorrichtung verbunden ist. Vorzugsweise sind die erste Messplatte und die zweite Messplatte - in Hubrichtung betrachtet - zwischen der ersten Verspannplatte und der zweiten Verspannplatte angeordnet sind. [0015] The invention further provides in a variant that the second spindle nut is rotatably mounted in a first measuring plate of the measuring device, wherein the first measuring plate is preferably connected to a second measuring plate of the measuring device via at least one second guide rod. The first measuring plate and the second measuring plate are preferably arranged - viewed in the stroke direction - between the first bracing plate and the second bracing plate.

[0016] Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebsspindel drehbar in zumindest einer ersten Lagerplatte und zumindest einer zweiten Lagerplatte des Maschinenrahmens gelagert ist, wobei vorzugsweise zumindest eine Lagerplatte zumindest einen dem ersten Antrieb zugeordneten ersten Elektromotor aufweist. Vorteilhafterweise weist die erste Lagerplatte zumindest eine erste Führungsbuchse auf, welche ausgebildet ist, um zumindest eine erste Führungsstange in Hubrichtung verschiebbar aufzunehmen. [0016] According to one embodiment of the invention, it is provided that the drive spindle is rotatably mounted in at least one first bearing plate and at least one second bearing plate of the machine frame, wherein preferably at least one bearing plate has at least one first electric motor associated with the first drive. Advantageously, the first bearing plate has at least one first guide bushing, which is designed to accommodate at least one first guide rod displaceably in the stroke direction.

[0017] Insbesondere ist es günstig, wenn die erste Lagerplatte zumindest eine zweite Führungsbuchse aufweist, welche ausgebildet ist, um zumindest eine zweite Führungsstange in Hubrichtung verschiebbar aufzunehmen. [0017] In particular, it is advantageous if the first bearing plate has at least one second guide bushing, which is designed to accommodate at least one second guide rod displaceably in the stroke direction.

[0018] Im Rahmen der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste und/oder die zweite Messplatte zumindest eine erste Führungsbuchse aufweist, wobei zumindest eine erste Führungsstange in der ersten Führungsbuchse der ersten Messplatte, und/oder in der ersten Führungsbuchse der zweiten Messplatte verschiebbar gelagert ist. [0018] Within the scope of the invention, it is provided that the first and/or the second measuring plate has at least one first guide bushing, wherein at least one first guide rod is displaceably mounted in the first guide bushing of the first measuring plate and/or in the first guide bushing of the second measuring plate.

[0019] Die erste Lagerplatte kann - in Hubrichtung betrachtet - zwischen der ersten Verspannplatte und der zweiten Verspannplatte und/oder zwischen der ersten Messplatte und der zweiten Messplatte angeordnet sein. [0019] The first bearing plate can be arranged - viewed in the stroke direction - between the first bracing plate and the second bracing plate and/or between the first measuring plate and the second measuring plate.

[0020] Vorteilhafterweise weist die erste Verspannplatte zumindest eine dritte Führungsbuchse auf, welche ausgebildet ist, um zumindest eine Tragstange in oder entgegen der Hubrichtung [0020] Advantageously, the first bracing plate has at least one third guide bushing, which is designed to guide at least one support rod in or against the stroke direction

verschiebbar aufzunehmen. Analog dazu kann auch die erste Messplatte zumindest eine dritte Führungsbuchse aufweisen, welche ebenfalls ausgebildet ist, um zumindest eine Tragstange in oder entgegen der Hubrichtung verschiebbar aufzunehmen. Die dritten Führungsbuchsen dienen zusammen mit den Führungsstangen als Schlittenführungen für die Verspannvorrichtung und die Messvorrichtung im Maschinenrahmen. slidably received. Analogously, the first measuring plate can also have at least one third guide bush, which is also designed to slidably receive at least one support rod in or against the stroke direction. The third guide bushes, together with the guide rods, serve as slide guides for the clamping device and the measuring device in the machine frame.

[0021] In einer erfindungsgemäßen Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Antriebsspindel über zumindest eine erste Fixiereinrichtung und/oder dass die zweite Spindelmutter über zumindest eine zweite Fixiereinrichtung fixierbar ist. [0021] In an embodiment variant according to the invention, it is provided that the drive spindle can be fixed via at least one first fixing device and/or that the second spindle nut can be fixed via at least one second fixing device.

[0022] Die erste Fixiereinrichtung kann dabei durch den ersten Antrieb oder eine separate erste Bremseinrichtung gebildet sein. Die zweite Fixiereinrichtung kann durch den zweiten Antrieb oder durch eine separate zweite Bremseinrichtung gebildet sein. [0022] The first fixing device can be formed by the first drive or a separate first braking device. The second fixing device can be formed by the second drive or by a separate second braking device.

[0023] Wenn beispielsweise die Fixierung durch den ersten und/oder zweiten Antrieb erfolgt, können weitere separate Bremsvorrichtungen entfallen. [0023] For example, if the fixation is carried out by the first and/or second drive, further separate braking devices may be omitted.

[0024] Der erste Antrieb ist günstigerweise durch eine erste elektrische Maschine und der zweite Antrieb durch eine zweite elektrische Maschine gebildet. Die ermöglicht ein schnelles Fixieren und eine rasche Durchführung der Härteprüfung. [0024] The first drive is advantageously formed by a first electric machine and the second drive by a second electric machine. This enables rapid fixing and rapid execution of the hardness test.

[0025] Die Aufgabe wird weiters mit einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass * in einer ersten Zustellphase die Antriebsspindel mittels des ersten Antriebes gedreht wird, wobei die Antriebsspindel eine in diese eingreifende erste Spindelmutter in Hubrichtung bewegt und die mit der ersten Spindelmutter drehfest verbundene Verspannvorrichtung in Richtung des Objektträgers absenkt, bis der mit der Verspannvorrichtung fest verbundene Objekthalter am Prüfobjekt anliegt, und * in einer zweiten Zustellphase die zweite Spindelmutter mittels des zweiten Antriebes gedreht wird, wobei der Prüfkörperträger unabhängig von der Verspannvorrichtung in Richtung des Objektträgers abgesenkt wird, bis der mit dem Prüfkörperträger fest verbundene Prüfkörper am Prüfobjekt anliegt und eine definierte Prüfkraft erreicht ist. [0025] The object is further achieved with a method of the type mentioned at the outset in that * in a first feed phase, the drive spindle is rotated by means of the first drive, wherein the drive spindle moves a first spindle nut engaging therein in the stroke direction and lowers the clamping device connected in a rotationally fixed manner to the first spindle nut in the direction of the object carrier until the object holder firmly connected to the clamping device rests on the test object, and * in a second feed phase, the second spindle nut is rotated by means of the second drive, wherein the test object carrier is lowered independently of the clamping device in the direction of the object carrier until the test object firmly connected to the test object carrier rests on the test object and a defined test force is reached.

[0026] Günstigerweise ist vorgesehen, dass während der ersten Zustellphase die mit der Antriebsspindel im Eingriff stehende zweite Spindelmutter, welche drehbar und in Hubrichtung verschiebefest mit dem Prüfkörperträger verbunden ist, festgehalten wird, wobei vorzugsweise das Festhalten der zweiten Spindelmutter durch den zweiten Antrieb oder eine zweite Bremseinrichtung erfolgt. [0026] Advantageously, it is provided that during the first feed phase, the second spindle nut which is engaged with the drive spindle and which is connected to the test specimen carrier in a rotatable and non-displaceable manner in the stroke direction is held in place, wherein the second spindle nut is preferably held in place by the second drive or a second braking device.

[0027] Ebenso vorteilhaft ist es, wenn während der zweiten Zustellphase die Antriebsspindel festgehalten wird, wobei vorzugsweise das Festhalten der Antriebsspindel durch den ersten Antrieb oder eine erste Bremseinrichtung erfolgt. [0027] It is also advantageous if the drive spindle is held during the second feed phase, wherein the drive spindle is preferably held by the first drive or a first braking device.

[0028] Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass ein dritter Relativabstand zwischen der ersten Verspannplatte und der zweiten Verspannplatte ermittelt wird und die erste Zustellbhase beendet und/oder die zweite Zustellphase gestartet wird, wenn der ermittelte dritte Relativabstand einen definierten Grenzwert unterschreitet. Der Grenzwert für den relativen Abstand wird aufgrund der gewünschten Verspannkraft auf der Basis der Federkennlinie der elastischen Elemente definiert. [0028] An advantageous embodiment of the invention provides that a third relative distance between the first bracing plate and the second bracing plate is determined and the first feed phase is ended and/or the second feed phase is started when the determined third relative distance falls below a defined limit value. The limit value for the relative distance is defined based on the desired bracing force on the basis of the spring characteristic of the elastic elements.

[0029] Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren, in welchen ein nichteinschränkendes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt ist, näher erläutert. Darin zeigen [0029] The invention is explained in more detail below with reference to the figures in which a non-limiting embodiment of the invention is shown.

[0030] Fig. 1 eine erfindungsgemäße Härteprüfeinrichtung in einer axonometrischen Darstellung, [0030] Fig. 1 shows a hardness testing device according to the invention in an axonometric representation,

[0031] Fig. 2 die Härteprüfeinrichtung in eine Vorderansicht, [0031] Fig. 2 the hardness testing device in a front view,

[0032] Fig. 3 das Schlittensystem der Härteprüfeinrichtung in einer axonometrischen Darstellung, [0032] Fig. 3 the carriage system of the hardness testing device in an axonometric representation,

[0033] Fig. 4 das Schlittensystem in einem Längsschnitt gemäß der Linie IV-IV in Fig. 3, [0033] Fig. 4 the carriage system in a longitudinal section along the line IV-IV in Fig. 3,

[0034] Fig. 5a bis 5d die Härteprüfeinrichtung in verschiedenen Betriebsphasen, [0034] Fig. 5a to 5d the hardness testing device in different operating phases,

[0035] Fig. 6 das Detail VI aus Fig. 5c, [0036] Fig. 7 das Detail VII aus Fig. 5c und [0037] Fig. 8 das Detail VIII aus Fig. 5d. [0035] Fig. 6 shows detail VI from Fig. 5c, [0036] Fig. 7 shows detail VII from Fig. 5c and [0037] Fig. 8 shows detail VIII from Fig. 5d.

[0038] Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Härteprüfeinrichtung 1 dient zum Erzeugen eines Eindrucks in der Oberfläche eines von einem Objektträger 2 aufgenommenen Prüfobjektes 3 für eine Härteprüfung mittels eines von einem Prüfkörperträger 4 gehaltenen Prüfkörpers 5. Zur Fixierung des Prüfobjektes 3 und zur Zustellung des Prüfkörpers 5 weist die Härteprüfeinrichtung 1 ein Schlittensystem 6 mit einer Verspannvorrichtung 30 und einer Messvorrichtung 40 auf, welche relativ zu einem feststehenden Maschinenrahmen 20 in Hubrichtung h verschiebbar sind. Die Hubrichtung h bzw. Zustellrichtung verläuft im Wesentlichen parallel zu einer Hochachse 1a der Härteprüfeinrichtung 1. [0038] The hardness testing device 1 shown in Fig. 1 and 2 serves to create an impression in the surface of a test object 3 held by a slide 2 for a hardness test using a test object 5 held by a test object carrier 4. To fix the test object 3 and to feed the test object 5, the hardness testing device 1 has a carriage system 6 with a clamping device 30 and a measuring device 40, which can be moved in the stroke direction h relative to a fixed machine frame 20. The stroke direction h or feed direction runs essentially parallel to a vertical axis 1a of the hardness testing device 1.

[0039] Der Prüfkörperträger 4 ist fest mit der Messvorrichtung 40 verbunden. Der Objektträger 2 ist fest mit einem Maschinenrahmen 20 der Härteprüfeinrichtung 1 verbunden. [0039] The test specimen carrier 4 is firmly connected to the measuring device 40. The specimen carrier 2 is firmly connected to a machine frame 20 of the hardness testing device 1.

[0040] Die Fig. 3 und 4 zeigen das Schlittensystem 6 im Detail. [0040] Figures 3 and 4 show the carriage system 6 in detail.

[0041] Der Maschinenrahmen 20 weist eine erste Lagerplatte 21 und eine zweite Lagerplatte 22 auf. Die erste Lagerplatte 21 und die zweite Lagerplatte 22 sind über Tragstangen 23 fest miteinander verbunden. Eine einzige Antriebsspindel 24 ist drehbar in der ersten Lagerplatte 21 und der zweiten Lagerplatte 22 gelagert. Die Drehachse 24a der Antriebsspindel 24 fällt mit der Hochachse 1a der Härteprüfvorrichtung 1 zusammen oder ist parallel zu dieser angeordnet. Die Tragstangen 23 sind parallel und in einem gleichen Abstand zur Antriebsspindel 24 angeordnet. Die Antriebsspindel 24 bildet ein erstes Antriebselement, welches mit einem beispielsweise durch einen ersten Elektromotor gebildeten ersten Antrieb 25 drehfest verbunden ist. Der erste Elektromotor ist beispielsweise auf der ersten Lagerplatte 21 befestigt. [0041] The machine frame 20 has a first bearing plate 21 and a second bearing plate 22. The first bearing plate 21 and the second bearing plate 22 are firmly connected to one another via support rods 23. A single drive spindle 24 is rotatably mounted in the first bearing plate 21 and the second bearing plate 22. The axis of rotation 24a of the drive spindle 24 coincides with the vertical axis 1a of the hardness testing device 1 or is arranged parallel to it. The support rods 23 are arranged parallel and at an equal distance from the drive spindle 24. The drive spindle 24 forms a first drive element which is connected in a rotationally fixed manner to a first drive 25 formed, for example, by a first electric motor. The first electric motor is fastened, for example, to the first bearing plate 21.

[0042] Die Härteprüfeinrichtung 1 weist eine Verspannvorrichtung 30 mit einem Objekthalter 35 auf. Die Verspannvorrichtung 30 ist ausgebildet, um das Prüfobjekt 3 am Objektträger 2 zu halten. Die Verspannvorrichtung 30 weist eine erste Verspannplatte 31 und eine zweite Verspannplatte 32 auf. Die erste Verspannplatte 31 und die zweite Verspannplatte 32 sind über erste Führungsstangen 33 fest oder elastisch miteinander verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen den ersten Führungsstangen 33 und der ersten Verspannplatte 31 jeweils ein beispielsweise durch eine Feder gebildetes elastisches Elemente 36 angeordnet. Mit der ersten Verspannplatte 31 ist eine mit der Antriebsspindel 24 im Gewindeeingriff stehende erste Spindelmutter 34 drehfest verbunden. [0042] The hardness testing device 1 has a clamping device 30 with an object holder 35. The clamping device 30 is designed to hold the test object 3 on the object carrier 2. The clamping device 30 has a first clamping plate 31 and a second clamping plate 32. The first clamping plate 31 and the second clamping plate 32 are connected to one another in a fixed or elastic manner via first guide rods 33. In the exemplary embodiment shown, an elastic element 36, formed for example by a spring, is arranged between the first guide rods 33 and the first clamping plate 31. A first spindle nut 34, which is in threaded engagement with the drive spindle 24, is connected in a rotationally fixed manner to the first clamping plate 31.

[0043] Die Messvorrichtung 40 weist eine erste Messplatte 41 und eine zweite Messplatte 42 auf. Die erste Messplatte 41 und die zweite Messplatte 42 sind über zweite Führungsstangen 43 fest miteinander verbunden. In der ersten Messplatte 41 ist eine mit der Antriebsspindel 24 im Gewindeeingriff stehende zweite Spindelmutter 44 drehbar gelagert. Die zweite Spindelmutter 44 bildet ein zweites Antriebselement, welches mit einem beispielsweise durch einen zweiten Elektromotor gebildeten zweiten Antrieb 45 antriebsverbunden ist. Der zweite Elektromotor ist zum Beispiel auf der ersten Messplatte 41 befestigt und treibt über ein Ritzel 441 und ein mit der zweiten Spindelmutter 44 drehfest verbundenes Zahnrad 442 die zweite Spindelmutter 44 an (Fig. 3 und 4). [0043] The measuring device 40 has a first measuring plate 41 and a second measuring plate 42. The first measuring plate 41 and the second measuring plate 42 are firmly connected to one another via second guide rods 43. A second spindle nut 44, which is in threaded engagement with the drive spindle 24, is rotatably mounted in the first measuring plate 41. The second spindle nut 44 forms a second drive element, which is connected to a second drive 45, for example formed by a second electric motor. The second electric motor is fastened to the first measuring plate 41, for example, and drives the second spindle nut 44 via a pinion 441 and a gear 442 connected in a rotationally fixed manner to the second spindle nut 44 (Figs. 3 and 4).

[0044] Es ist somit nur eine einzige Antriebsspindel 24 für den Verspannvorgang und für den Messvorgang vorgesehen, wodurch Platz und Teile eingespart werden können. [0044] Thus, only a single drive spindle 24 is provided for the clamping process and for the measuring process, which saves space and parts.

[0045] Die Lagerplatten 21, 22 und/oder Verspannplatten 31, 32 und/oder Messplatten 41, 42 sind im Wesentlichen normal zur Hochachse 1a ausgebildet. [0045] The bearing plates 21, 22 and/or bracing plates 31, 32 and/or measuring plates 41, 42 are formed substantially normal to the vertical axis 1a.

[0046] Die Tragstangen 23 und die ersten Führungsstangen 33 sowie die zweiten Führungsstangen 43 sind parallel zueinander und angeordnet und in - wie die Antriebsspindel 24 -Hubrichtung h orientiert. [0046] The support rods 23 and the first guide rods 33 as well as the second guide rods 43 are arranged parallel to each other and oriented in the stroke direction h, like the drive spindle 24.

[0047] Die erste Messplatte 41 und die zweite Messplatte 42 sind - in Hubrichtung h betrachtet [0047] The first measuring plate 41 and the second measuring plate 42 are - viewed in stroke direction h

zwischen der ersten Verspannplatte 31 und der zweiten Verspannplatte 32 angeordnet. between the first bracing plate 31 and the second bracing plate 32.

[0048] Die erste Lagerplatte 21 weist zumindest eine erste Führungsbuchse 330 auf, welche ausgebildet ist, um zumindest eine erste Führungsstange 33 der Verspannvorrichtung 30 in oder entgegen der Hubrichtung h verschiebbar aufzunehmen. [0048] The first bearing plate 21 has at least one first guide bushing 330, which is designed to accommodate at least one first guide rod 33 of the bracing device 30 so as to be displaceable in or against the stroke direction h.

[0049] Die erste Lagerplatte 21 weist weiters zumindest eine zweite Führungsbuchse 430 auf, welche ausgebildet ist, um zumindest eine zweite Führungsstange 43 in oder entgegen der Hubrichtung h verschiebbar aufzunehmen. [0049] The first bearing plate 21 further comprises at least one second guide bushing 430, which is designed to receive at least one second guide rod 43 displaceably in or against the stroke direction h.

[0050] Die erste Messplatte 41 weist ebenfalls zumindest eine erste Führungsbuchse 330 auf, die ausgebildet ist, um die erste Führungsstange 33 in oder entgegen der Hubrichtung h verschiebbar aufzunehmen. [0050] The first measuring plate 41 also has at least one first guide bushing 330, which is designed to receive the first guide rod 33 displaceably in or against the stroke direction h.

[0051] Auch die zweite Messplatte 42 weist zumindest eine erste Führungsbuchse 330 auf, wobei zumindest eine erste Führungsstange 33 in der ersten Führungsbuchse 330 der zweiten Messplatte 42 verschiebbar gelagert ist. [0051] The second measuring plate 42 also has at least one first guide bushing 330, wherein at least one first guide rod 33 is displaceably mounted in the first guide bushing 330 of the second measuring plate 42.

[0052] Vorteilhafterweise weist die erste Verspannplatte 31 zumindest eine dritte Führungsbuchse 230 auf, welche ausgebildet ist, um zumindest eine Tragstange 23 in oder entgegen der Hubrichtung h verschiebbar aufzunehmen. Analog dazu kann auch die erste Messplatte 41 zumindest eine dritte Führungsbuchse 230 aufweisen, welche ebenfalls ausgebildet ist, um zumindest eine Tragstange 23 in oder entgegen der Hubrichtung h verschiebbar aufzunehmen. Die dritten Führungsbuchsen 230 dienen zusammen mit den Führungsstangen 23 als Schlittenführungen für die Verspannvorrichtung 30 und die Messvorrichtung 40 im feststehenden Maschinenrahmen 20. [0052] The first clamping plate 31 advantageously has at least one third guide bushing 230, which is designed to accommodate at least one support rod 23 so that it can move in or against the stroke direction h. Similarly, the first measuring plate 41 can also have at least one third guide bushing 230, which is also designed to accommodate at least one support rod 23 so that it can move in or against the stroke direction h. The third guide bushings 230, together with the guide rods 23, serve as slide guides for the clamping device 30 and the measuring device 40 in the fixed machine frame 20.

[0053] Die erste Lagerplatte 21 ist - in Hubrichtung h betrachtet - zwischen der ersten Verspannplatte 31 und der zweiten Verspannplatte 32 angeordnet. Weiters ist die erste Lagerplatte 21 - in Hubrichtung h betrachtet - zwischen der ersten Messplatte 41 und der zweiten Messplatte 42 angeordnet. [0053] The first bearing plate 21 is arranged - viewed in the stroke direction h - between the first bracing plate 31 and the second bracing plate 32. Furthermore, the first bearing plate 21 is arranged - viewed in the stroke direction h - between the first measuring plate 41 and the second measuring plate 42.

[0054] Ein in einer Hubrichtung h gemessener erster Relativabstand a zwischen dem Objekthalter 35 und dem Objektträger 2 ist mittels des ersten Antriebs 25 verstellbar (siehe Fig. 2). Der erste Antrieb 25 ist mit der im Maschinenrahmen 20 drehbar gelagerten Antriebsspindel 24 antriebsverbunden. In die Antriebsspindel 24 greift die mit der Verspannvorrichtung 30 drehfest verbundene erste Spindelmutter 34 ein. [0054] A first relative distance a, measured in a stroke direction h, between the object holder 35 and the object carrier 2 is adjustable by means of the first drive 25 (see Fig. 2). The first drive 25 is connected to the drive spindle 24, which is rotatably mounted in the machine frame 20. The first spindle nut 34, which is connected in a rotationally fixed manner to the clamping device 30, engages in the drive spindle 24.

[0055] Ein in Hubrichtung h gemessener zweiter Relativabstand b zwischen dem Prüfkörperträger 4 und dem Objektträger 2 ist mittels des zweiten Antriebs 45 verstellbar (siehe Fig. 2). Der zweite Antrieb 45 ist mit der ebenfalls in der Antriebsspindel 24 eingreifenden zweiten Spindelmutter 44 antriebsverbunden. Die zweite Spindelmutter 44 ist drehbar und - in Hubrichtung h gesehen - verschiebefest in der ersten Messplatte 41 des Prüfkörperträger 4 gelagert. Die erste Messplatte 41 ist über die zweiten Führungsstangen 43 fest mit der zweiten Messplatte 42 und mit dem Prüfkörperträger 4 verbunden. Zwischen der zweiten Messplatte 42 und dem Prüfkörperträger 4 ist günstigerweise ein Kraftsensor 46 angeordnet, um die Prüfkräfte während der Härteprüfung zu erfassen und zu überwachen. [0055] A second relative distance b measured in the stroke direction h between the test specimen carrier 4 and the object carrier 2 is adjustable by means of the second drive 45 (see Fig. 2). The second drive 45 is connected to the second spindle nut 44, which also engages in the drive spindle 24. The second spindle nut 44 is rotatable and - viewed in the stroke direction h - mounted in the first measuring plate 41 of the test specimen carrier 4 in a displacement-proof manner. The first measuring plate 41 is firmly connected to the second measuring plate 42 and to the test specimen carrier 4 via the second guide rods 43. A force sensor 46 is advantageously arranged between the second measuring plate 42 and the test specimen carrier 4 in order to record and monitor the test forces during the hardness test.

[0056] Der Prüfkörperträger 4 und der Objekthalter 35 sind in Hubrichtung h relativ zueinander und unabhängig voneinander - verstellbar ausgebildet. Dadurch wird eine gegenseitige Beeinflussung zwischen der Prüfkraft und der Haltekraft vermieden. [0056] The test specimen carrier 4 and the object holder 35 are designed to be adjustable relative to one another and independently of one another in the stroke direction h. This avoids mutual influence between the test force and the holding force.

[0057] Die beschriebene Härteprüfvorrichtung 1 bietet die Möglichkeit mittels der Verspannvorrichtung 30 das Prüfobjekt 3 zu verspannen und gleichzeitig ein, von der Verspannvorrichtung 30 unabhängige, verfahrbare Messvorrichtung 40 zu betreiben. [0057] The described hardness testing device 1 offers the possibility of clamping the test object 3 by means of the clamping device 30 and simultaneously operating a movable measuring device 40 which is independent of the clamping device 30.

[0058] Dazu weist die Antriebsspindel 24 zwei Spindelmuttern 34, 44 auf und ist mit dem ersten Antriebselement 25 antriebsverbunden. Wie erwähnt, ist die erste Spindelmutter 34 drehfest mit der ersten Verspannplatte 31 verbunden, wobei die auf der ersten Messplatte 41 drehbar gelagerte zweite Spindelmutter 44 mit dem zweiten Antrieb 45 antriebsverbunden ist, wodurch die Antriebsspindel 24 und die angetriebene zweite Spindelmutter 44 unabhängig voneinander betä-[0058] For this purpose, the drive spindle 24 has two spindle nuts 34, 44 and is drive-connected to the first drive element 25. As mentioned, the first spindle nut 34 is connected in a rotationally fixed manner to the first clamping plate 31, wherein the second spindle nut 44, which is rotatably mounted on the first measuring plate 41, is drive-connected to the second drive 45, whereby the drive spindle 24 and the driven second spindle nut 44 can be actuated independently of one another.

tigt werden können. Über erste Führungsstangen 33 ist die erste Verspannplatte 31 mit der zweiten Verspannplatte 32 verbunden. Sie bilden zusammen mit dem durch eine Lasche gebildeten Objekthalter 35 die Verspannvorrichtung 30. Die erste Verspannplatte 31 und die zweite Verspannplatte 32 sind über die Führungsbuchsen 230, 330, 430 relativ zueinander verschiebbar angeordnet und durch ein Federsystem vorgespannt, welches durch die elastischen Elemente 36 gebildet ist. Ein elastisches Element 36 ist in Fig. 6 im Detail gezeigt. Das elastische Element 36 weist eine Feder 361 auf, die in einem Federtopf 362 angeordnet ist, der mit der ersten Verspannplatte 31 fest verbunden ist. Die erste Führungsstange 33 der Verspannvorrichtung 30 wirkt über einen fest mit der Führungsstange verbundenen Teller 363 auf die Feder 361 ein. Wenn sich der Relativabstand zwischen der ersten Verspannplatte 31 und der zweiten Verspannplatte 32 vermindert, wird die Feder über den Teller weiter komprimiert, wodurch der Objekthalter 35 mit der der Federkennlinie entsprechenden Federkraft das Prüfobjekt 3 fixiert. can be done. The first bracing plate 31 is connected to the second bracing plate 32 via first guide rods 33. Together with the object holder 35 formed by a tab, they form the bracing device 30. The first bracing plate 31 and the second bracing plate 32 are arranged so as to be displaceable relative to one another via the guide bushings 230, 330, 430 and are preloaded by a spring system formed by the elastic elements 36. An elastic element 36 is shown in detail in Fig. 6. The elastic element 36 has a spring 361 which is arranged in a spring cup 362 which is firmly connected to the first bracing plate 31. The first guide rod 33 of the bracing device 30 acts on the spring 361 via a plate 363 which is firmly connected to the guide rod. When the relative distance between the first clamping plate 31 and the second clamping plate 32 decreases, the spring is further compressed via the plate, whereby the object holder 35 fixes the test object 3 with the spring force corresponding to the spring characteristic curve.

[0059] Über zweite Führungsstangen 43 ist die erste Messplatte 41 mit der zweiten Messplatte 42 starr verbunden und bildet in Kombination mit dem Prüfkörper 5 und dem beispielsweise durch eine Kraftmessdose gebildeten Kraftsensor 46 die Messvorrichtung 40. [0059] The first measuring plate 41 is rigidly connected to the second measuring plate 42 via second guide rods 43 and forms the measuring device 40 in combination with the test body 5 and the force sensor 46 formed, for example, by a load cell.

[0060] Durch das durch die Verspannvorrichtung 30 und die Messvorrichtung 40 gebildete, relativ zum Maschinenrahmen 20 in Hubrichtung h verschiebbare Schlittensystem 6 kann entweder das gesamte Schlittensystem 6 als Block oder die Messvorrichtung 40 unabhängig zur Verspannvorrichtung 30 in Hubrichtung h verschoben werden. [0060] By means of the slide system 6 formed by the clamping device 30 and the measuring device 40 and displaceable relative to the machine frame 20 in the stroke direction h, either the entire slide system 6 as a block or the measuring device 40 can be displaced independently of the clamping device 30 in the stroke direction h.

[0061] Vorteilhafterweise ist die zweite Spindelmutter 44 in der ersten Zustellphase und die Antriebsspindel 24 in der zweiten Zustellphase blockierbar. In der ersten Zustellphase wird die Antriebsspindel 24 durch den ersten Antrieb 25 angetrieben und die zweite Spindelmutter 44 über eine zweite Festhalteeinrichtung festgehalten. In der zweiten Zustellphase wird die zweite Spindelmutter 44 durch den zweiten Antrieb 45 angetrieben und die Antriebsspindel 24 über eine erste Festhalteeinrichtung festgehalten. [0061] Advantageously, the second spindle nut 44 can be blocked in the first feed phase and the drive spindle 24 in the second feed phase. In the first feed phase, the drive spindle 24 is driven by the first drive 25 and the second spindle nut 44 is held in place by a second retaining device. In the second feed phase, the second spindle nut 44 is driven by the second drive 45 and the drive spindle 24 is held in place by a first retaining device.

[0062] Das Festhalten der Antriebsspindel 24 kann dabei über eine separate erste Bremse oder durch ein Haltemoment des ersten Antriebs erfolgen. Das Festhalten der zweiten Spindelmutter 44 kann analog über eine separate zweite Bremse oder durch ein Haltemoment des zweiten Antriebs erfolgen. Die Festhalteeinrichtungen sind somit durch separate Bremsen oder durch die den Antrieben 25, 45 zugeordnete Elektromotoren gebildet. [0062] The drive spindle 24 can be held in place by a separate first brake or by a holding torque of the first drive. The second spindle nut 44 can be held in place in a similar way by a separate second brake or by a holding torque of the second drive. The holding devices are thus formed by separate brakes or by the electric motors assigned to the drives 25, 45.

[0063] Die Fig. 5a bis 5d zeigen verschiedene Betriebsphasen während der Fixierung und Prüfung des Prüfobjektes 3. [0063] Figs. 5a to 5d show different operating phases during the fixation and testing of the test object 3.

[0064] Dabei zeigt Fig. 5a eine erste Phase, bei der Prüfkörper 5 und Objekthalter 35 vom Prüfobjekt 3 beabstandet sind. [0064] Fig. 5a shows a first phase in which the test body 5 and object holder 35 are spaced from the test object 3.

[0065] In einer ersten Zustellphase wird die Antriebsspindel 24 mittels des ersten Antriebes 25 gedreht, wobei die zweite Spindelmutter 44 durch eine zweite Festhalteeinrichtung festgehalten wird. Die zweite Festhalteeinrichtung kann durch den zweiten Antrieb 45 oder eine zweite Bremseinrichtung gebildet sein. Dadurch bewegt die Antriebsspindel 24 die in die Antriebsspindel 24 eingreifende erste Spindelmutter 34 in Hubrichtung h in Richtung des Objektträgers 2, wobei die mit der ersten Spindelmutter 34 drehfest verbundene erste Verspannplatte 31 und die zweite Verspannplatte 32 der Verspannvorrichtung 30 in Richtung des Objektträgers 2 abgesenkt werden, bis der mit der zweiten Verspannplatte 32 der Verspannvorrichtung 30 fest verbundene Objekthalter 35 am Prüfobjekt 3 anliegt, wie in Fig. 5b gezeigt ist. Wird das durch die Antriebsspindel 24 gebildete erste Antriebselement angetrieben und das durch die zweite Spindelmutter 44 gebildete zweite Antriebselement in seiner Drehbewegung blockiert, erfolgt eine Zustellbewegung des gesamten Schlittensystems 6 und somit der Verspannvorrichtung 30 und der Messvorrichtung 40 mit einer ihm zugeordneten ersten Geschwindigkeit v+. [0065] In a first feed phase, the drive spindle 24 is rotated by means of the first drive 25, wherein the second spindle nut 44 is held in place by a second holding device. The second holding device can be formed by the second drive 45 or a second braking device. As a result, the drive spindle 24 moves the first spindle nut 34 engaging in the drive spindle 24 in the stroke direction h in the direction of the object carrier 2, wherein the first clamping plate 31, which is connected in a rotationally fixed manner to the first spindle nut 34, and the second clamping plate 32 of the clamping device 30 are lowered in the direction of the object carrier 2 until the object holder 35, which is connected in a rotationally fixed manner to the second clamping plate 32 of the clamping device 30, rests on the test object 3, as shown in Fig. 5b. If the first drive element formed by the drive spindle 24 is driven and the second drive element formed by the second spindle nut 44 is blocked in its rotational movement, an infeed movement of the entire carriage system 6 and thus of the clamping device 30 and the measuring device 40 takes place at a first speed v+ assigned to it.

[0066] Die Antriebsspindel 24 wird zunächst weiter angetrieben, sodass die erste Verspannplatte 31 weiter entgegen Federkraft der elastischen Elemente 36 in Hubrichtung h bewegt wird, wodurch sich der dritte Relativabstand c zwischen den beiden Verspannplatten 31, 32 verringert. Diese Phase ist in Fig. 5c und Fig. 7 dargestellt. Trifft der durch eine Lasche gebildete Objekthal-[0066] The drive spindle 24 is initially driven further so that the first clamping plate 31 is moved further against the spring force of the elastic elements 36 in the stroke direction h, whereby the third relative distance c between the two clamping plates 31, 32 is reduced. This phase is shown in Fig. 5c and Fig. 7. If the object holder formed by a tab

ter 35 auf das Prüfobjekt 3, wird dieses bei weiterer Zustellung durch die Relativbewegung der ersten Verspannplatte 31 zur zweiten Verspannplatte 32, in Kombination mit den ein Federsystem bildenden integrierten elastischen Elementen 36, verspannt. Mittels einer nicht weiter dargestellten beispielsweise induktiven Wegmesseinrichtung wird der dritte Relativabstand c zwischen den Verspannplatten 31, 32 zueinander ermittelt. Die Zustellbewegung des Schlittensystems 6 wird gestoppt, wenn der ermittelte dritte relative Abstand c Abstand einen softwaremäßig hinterlegten definierten Grenzwert unterschreitet. Anschließend wird die Antriebsspindel 24 durch eine erste Festhalteeinrichtung festgehalten und das Prüfobjekt 3 in seiner verspannten Position fixiert. Die erste Festhalteeinrichtung kann durch eine separate Bremse oder durch ein Haltemoment des ersten Antriebs 25 gebildet sein. ter 35 on the test object 3, the latter is clamped during further feed by the relative movement of the first clamping plate 31 to the second clamping plate 32, in combination with the integrated elastic elements 36 forming a spring system. The third relative distance c between the clamping plates 31, 32 is determined by means of an inductive distance measuring device (not shown in more detail). The feed movement of the carriage system 6 is stopped when the determined third relative distance c falls below a defined limit value stored in the software. The drive spindle 24 is then held in place by a first holding device and the test object 3 is fixed in its clamped position. The first holding device can be formed by a separate brake or by a holding torque of the first drive 25.

[0067] Damit wird eine zweite Zustellphase eingeleitet. [0067] This initiates a second delivery phase.

[0068] In der zweiten Zustellphase wird die zweite Spindelmutter 44 mittels des zweiten Antriebes 45 gedreht. Wird jetzt das durch die zweite Spindelmutter 44 gebildete zweite Antriebselement angetrieben und das durch die Antriebsspindel 24 gebildete erste Antriebselement in seiner Drehbewegung blockiert, erfolgt eine Zustellbewegung der Messvorrichtung 40 mit einer ihm zugeordneten zweiten Geschwindigkeit v2 bis der mit dem Prüfkörperträgers 4 fest verbundene Prüfkörper 5 am Prüfobjekt 3 anliegt. Der Prüfkörperträger 4 wird unabhängig von der Verspannvorrichtung 30 in Richtung des Objektträgers 2 abgesenkt, um mit einer softwareseitig vorgegebenen Prüfkraft die Härtemessung durchzuführen. Diese Phase ist in Fig. 5d und Fig. 8 gezeigt. [0068] In the second feed phase, the second spindle nut 44 is rotated by means of the second drive 45. If the second drive element formed by the second spindle nut 44 is now driven and the first drive element formed by the drive spindle 24 is blocked in its rotational movement, the measuring device 40 is fed at a second speed v2 assigned to it until the test body 5 firmly connected to the test body carrier 4 rests against the test object 3. The test body carrier 4 is lowered independently of the clamping device 30 in the direction of the object carrier 2 in order to carry out the hardness measurement with a test force specified by the software. This phase is shown in Fig. 5d and Fig. 8.

[0069] Die zweite Geschwindigkeit v2 kann unterschiedlich zur ersten Geschwindigkeit v+ - sein. Beispielsweise kann die zweite Geschwindigkeit v2 kleiner als die erste Geschwindigkeit v+ sein [0069] The second speed v2 may be different from the first speed v+ -. For example, the second speed v2 may be smaller than the first speed v+

[0070] Da die Messvorrichtung 40 unabhängig zur Verspannvorrichtung 30 verfahren werden kann, ändert sich die Verspannkraft während der Messung nicht und das Prüfobjekt 3 bleibt stabil verspannt. Wird über den vordefinierten Verspannweg - das ist die relative Abstandsänderung zwischen den beiden Verspannplatten 31, 32 - zum Beispiel eine Verspannkraft von 5.000 N erreicht, wird diese auch bei einer Messkraft von 30.000 N noch stabil gehalten. Die Verspannkraft ändert sich somit nicht in Abhängigkeit der Messkraft und kann zum Beispiel auch über einen geringer vorgegebenen Verspannweg niedriger, oder über einen größeren Verspannweg entsprechend der gewählten Federkennlinie der elastischen Elemente 36 höher eingestellt werden. Durch Deaktivierung einzelner elastischer Elemente 36 kann die mechanische Verbindung zwischen den Verspannplatten 31, 32 und den jeweiligen ersten Führungsstangen 33 unterbrochen werden und somit ebenfalls die Verspannkraft verändert werden. Auch völlig unverspannte Messungen sind durch die unabhängig verfahrbare Messvorrichtung 40 - beispielsweise durch Deaktivieren aller elastischen Elemente 36 - ebenfalls umsetzbar, ohne zum Beispiel den Objekthalter 35 entfernen zu müssen. [0070] Since the measuring device 40 can be moved independently of the clamping device 30, the clamping force does not change during the measurement and the test object 3 remains stably clamped. If, for example, a clamping force of 5,000 N is achieved over the predefined clamping path - that is, the relative change in distance between the two clamping plates 31, 32 - this is still kept stable even with a measuring force of 30,000 N. The clamping force therefore does not change depending on the measuring force and can, for example, be set lower over a smaller predetermined clamping path or higher over a larger clamping path in accordance with the selected spring characteristic of the elastic elements 36. By deactivating individual elastic elements 36, the mechanical connection between the clamping plates 31, 32 and the respective first guide rods 33 can be interrupted and thus the clamping force can also be changed. Even completely unstressed measurements can be carried out using the independently movable measuring device 40 - for example by deactivating all elastic elements 36 - without having to remove the object holder 35, for example.

Claims

patent claims

1. Hardness testing device (1) for producing an impression in the surface of a test object (3) that can be picked up by a specimen carrier (2) for a hardness test by means of a test object (5) held by a test object carrier (4), which test object carrier (4) is firmly connected to a measuring device (40), with a clamping device (30) having an object holder (35) which is designed to hold the test object (3) on the specimen carrier (2), wherein a first relative distance (a) measured in a stroke direction (h) between the object holder (35) and the specimen carrier (2) is adjustable by means of a first drive (25), wherein the first drive (25) is drive-connected to a drive spindle (24) rotatably mounted in a machine frame (20), on which a first spindle nut (34) connected in a rotationally fixed manner to the clamping device (30) engages, and wherein a second relative distance (b) measured in the stroke direction (h) between the test object carrier (4) and the object carrier (2) by means of a second drive (45), characterized in that the second drive (45) is drive-connected to a second spindle nut (44) which engages in the drive spindle (24), wherein the second spindle nut (44) rotatably mounted on the test specimen carrier (4) is connected to the test specimen (5) in a displacement-proof manner in or against the stroke direction (h).

2, Hardness testing device (1) according to claim 1, characterized in that the test specimen carrier (4) and the object holder (35) are designed to be adjustable relative to one another and independently of one another in the stroke direction (h).

3. Hardness testing device (1) according to claim 1 or 2, characterized in that the first spindle nut (34) is firmly connected to a first clamping plate (31) of the clamping device (30), wherein preferably the first clamping plate (31) is connected via at least one first guide rod (33) to a second clamping plate (32) of the clamping device (30) so as to be displaceable relative to one another, in particular in or against the stroke direction (h).

4. Hardness testing device (1) according to claim 3, characterized in that at least one elastic element (36) is arranged in the path of action between the first bracing plate (31) and the second bracing plate (32), wherein preferably at least one elastic element (36) is arranged between at least one bracing plate (31, 32) and at least one first guide rod (33).

5. Hardness testing device (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the second spindle nut (44) is rotatably mounted in a first measuring plate (41) of the measuring device (40), wherein preferably the first measuring plate (41) is connected to a second measuring plate (42) of the measuring device (40) via at least one second guide rod (43).

6. Hardness testing device (1) according to claim 4 or 5, characterized in that the first measuring plate (41) and the second measuring plate (42) - viewed in the stroke direction (h) - are arranged between the first clamping plate (31) and the second clamping plate (32).

7. Hardness testing device (1) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the drive spindle (24) is rotatably mounted in at least one first bearing plate (21) and at least one second bearing plate (22) of the machine frame (20), wherein preferably at least one bearing plate (21, 22) has at least one first electric motor associated with the first drive (25).

8. Hardness testing device (1) according to claim 7, characterized in that the first bearing plate (21) has at least one first guide bushing (330) which is designed to accommodate at least one first guide rod (33) displaceably in or against the stroke direction (h).

10th

11th

12th

13th

14th

15th

16th

17th

18th

AT 527 234 B1 2024-12-15

Hardness testing device (1) according to claim 7 or 8, characterized in that the first bearing plate (21) has at least one second guide bushing (430) which is designed to accommodate at least one second guide rod (43) displaceably in or against the stroke direction (h).

Hardness testing device (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the first measuring plate (41) and/or the second measuring plate (42) has at least one first guide bushing (330), wherein at least one first guide rod (33) is displaceably mounted in the first guide bushing (330) of the first measuring plate (41) and/or in the first guide bushing (330) of the second measuring plate (42).

Hardness testing device (1) according to one of claims 7 to 10, characterized in that the first bearing plate (21) - viewed in the stroke direction (h) - is arranged between the first bracing plate (31) and the second bracing plate (32).

Hardness testing device (1) according to one of claims 7 to 11, characterized in that the first bearing plate (21) - viewed in the stroke direction (h) - is arranged between the first measuring plate (41) and the second measuring plate (42).

Hardness testing device (1) according to one of claims 8 to 12, characterized in that the first bracing plate (31) has at least one third guide bushing (230) which is designed to accommodate at least one support rod (23) displaceably in or against the stroke direction (h).

Hardness testing device (1) according to one of claims 8 to 13, characterized in that the first measuring plate (41) has at least one third guide bushing (230) which is designed to accommodate at least one support rod (23) displaceably in or against the stroke direction (h).

Hardness testing device (1) according to one of claims 1 to 14, characterized in that the drive spindle (24) can be fixed via at least one first holding device.

Hardness testing device (1) according to one of claims 1 to 15, characterized in that the second spindle nut (44) can be fixed via at least one second retaining device.

Method for carrying out a hardness test, wherein an impression is produced in the surface of a test object (3) by means of a test object (5) held by a test object carrier (4), which is received by a specimen slide (2), wherein during the hardness test the test object (3) is held on the specimen slide (2) by means of a clamping device (30), with a hardness testing device (1) according to one of claims 1 to 16, characterized in that a. in a first feed phase the drive spindle (24) is rotated by means of the first drive (25), wherein the drive spindle (24) moves a first spindle nut (34) engaging therein in the stroke direction (h) and lowers the clamping device (30) connected in a rotationally fixed manner to the first spindle nut (34) in the direction of the specimen slide (2) until the object holder (35) firmly connected to the clamping device (30) rests on the test object (3), and b. In a second feed phase, the second spindle nut (44) is rotated by means of the second drive (45), whereby the test specimen carrier (4) is lowered independently of the clamping device (30) in the direction of the object carrier (2) until the test specimen (5) firmly connected to the test specimen carrier (4) rests on the test object (3) and a defined test force is reached.

Method according to claim 17, characterized in that during the first feed phase the second spindle nut (44) which is in engagement with the drive spindle (24) and which is rotatably connected to the test specimen carrier (4) in a displacement-proof manner in the stroke direction (h) is held, wherein the second spindle nut (44) is preferably held by the second drive (45) or a second braking device.

See AT 527 234 B1 2024-12-15

Ss N 8

19. Method according to claim 17 or 18, characterized in that the drive spindle (24) is held during the second feed phase, wherein the drive spindle (24) is preferably held by the first drive (25) or a first braking device.

20. Method according to one of claims 17 to 19, characterized in that a third relative distance (c) between the first bracing plate (31) and the second bracing plate (32) is measured and the first feed phase is ended and/or the second feed phase is started when the measured third relative distance (c) falls below a defined limit value.

5 sheets of drawings