Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Härte an Prüflingen aus plastisch verformbaren Stoffen. Es gibt Werkstücke, bei denen die Härte sich örtlich verändert, so zum Beispiel nach dem Einsatzhärten, Schneiden, Schweissen, Pressen und dergl. Die Prüfung der Härte an Prüflingen derartiger Werkstücke mit unterschiedlichen Härten macht bei den übli chen Verfahren (gugeldruckhärte-, Roci,-- wellhärte-, Vickershärte-, Rückprallhärte-, Fallhärte-,
Pendelhärte- und dergl. Prüfver fahren) deshalb Schwierigkeiten, weil die Härte punktweise bestimmt wird. Auf diese Weise ist es aber nicht möglich, ein unmittel bar zusammenhängendes Bild über den Ver lauf der Härte an den Stellen zu gewinnen, wo sie durch technologische Verarbeitung be einflusst ist.
Es bereitet besonders Schwierig keiten, zum Beispiel in der Einflusszone einer Schweissnaht die härteste Stelle aufzufinden Es wurde bereits vorgeschlagen, eine Härteprüfung durch Ritzen des Prüflings vorzunehmen. Bei einer solchen Behandlung zum Beispiel von Farb-, Firnis- und Lack anstrichen sowie Metallen wurde die Be- lastung eines an sich starren, an einem Hebel gelagerten Ritzkörpers während des Ritzens stetig und zwangläufig verändert, um auf diese Weise einen Ritz von veränderlicher oder verschiedener Breite zu erzeugen mit dem Ziele,
zum Beispiel bei Anstrichfarben die Trocknungs- und Erhärtungsdauer oder die Grösse und Dauer ihrer Erweichung bei Unter wasserlagerung zu ermitteln. Bei der Unter suchung der Härte von Metallen, zum Bei spiel deren Alterung, wirkte das Ritzwerk- zeug wie eine Pflugschar und erzeugte eine Furche.
Die damit verbundene starke Ver formung des Metalles ist aber derart, dass die Ritzbreite vielfach kein zuverlässiges Mass für die zu bestimmende Härte des Me- talles ist, zum Beispiel bei einem Gefüge im Vergütungszustand. Zudem erlitt der Ritzkörper eine baldige Abstumpfung, durch welche die Messergebnisse ungenau und zum Vergleich nicht mehr geeignet waren.
Um dem abzuhelfen, wurde an Stelle des starren Ritzkörpers ein Rädchen örtlich gelagert, auf welches die Kräfte, die bei nicht genau senk recht zur Achsrichtung stehender Bewe- gungsrichtung auftraten sowie die Rei bungskräfte in dessen Lagern bei verhält- nismässig; geringer Prüflast einen ungünsti- ben Einfluss ausübten.
Es wurde dann das R.illenwalzverfahren mittels einer Kugel ent wickelt, die an einem gewichtsbelasteten, einerseits beweglich belagerten Hebel in einer Pfanne ruht. Auch hierbei wirken die Rei hungskräfte zwis-chen der Kugel und der Lagerfläche in der Pfanne nachteilig.
Erfindungsgemäss wurde gefunden, dass sich die Härte eines Prüflings am besten unter Zuhilfenahme eines Eindrinbkörpers bestimmen lässt, welcher beim Erzeugen der Rille im Prüfling nicht nur an der Prüf fläche, sondern auch an der Crebenfliiche zum Abrollen gebracht wird.
Vorzugsweise fin det, wie bei der Brinellhärteprüfung, eine Ku gel Anwendung, die jedoch nicht wie dort nur senkrecht in die Prüffläche einbedrückt, son dern unter einer bleichmässigen Belastun- reibungsfrei über die Prüffläche geführt wird, indem der Prüfling verschoben wird.
Bei Anwendung einer sehr kleinen Kugel von etwa 1,7 mm Durchmesser und weniger können auf diese Weise örtlich eng begrenzte Härtespitzen im Prüfling ermittelt werden. Zum Unterschied gegen andere Prüfverfah ren kann ein ununterbrochenes Bild über den Verlauf der Härte an Stellen, wo sie örtlich durch äussere Einflüsse verändert wurde, ge wonnen werden.
Das Verfahren lässt sieh natürlich gleich- but auch zum Feststellen einer gleichmässigen Härte an Prüflingen aus plastisch verform baren Stoffen anwenden.
Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Halter für den Eindringkörper mit einer Abrollbahn für den Eindringkörper versehen ist. Der Halter kann an einem Hebel vorgesehen sein, der unter einer Gewichtsbelastung steht. Der je weils erforderliche Druck auf den Hebel kann in einfacher Weise entweder durch im mittelbare veränderliche Gewichtsbelastung, durch Gewichtshebelwirl:unb, eine Feder oder dergl. erzeugt werden.
Die Druckbe lastung ist so zu halten. dass sie sieh wäh rend des Verformungsvorganges an dem Pilifling nicht ändert.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs- beispiel der Vorrichtung gemäss der Erfin dung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 und \9 die Vorrichtung in Seiten- ansiebt und in Draufsicht: Fig. 3 zeigt schaubildlich einen Prüfling aus einem geschweissten Körper;
Fig. 4 lässt iii Drauf sieht dieEinzelheit einem weiterenAusbildun- derVorrichtun- ersehen. In den Fig. 1 und 2 ist 1 ein Stempel, der a ii einem Hebel ? angeordnet ist, dessen Achse 3 in den Lagern -1 leicht beweglich ruht.
Die Stempelbelastung besteht zweck- inässig aus einzelnen, auf den Hebel lose auf gesetzten Platten 5, die in ihrer Anzahl dem jeweils gewünschten Druck entsprechend ver- ringert oder vermehrt werden. 6 ist eine an der Stemlieluntcrf'1 < dehe vorgesehene rinneii- artige Abrollbalin für die. Kugel 7.
Der Hal ter 8 zum Einspannen des Prüflings 9 ist zweckmässig mit einer Platte 1.0 @in den Schlitten 11 lose eingesetzt. Der somit ab nehmbare Halter gibt die Möglichkeit, den Prüfling ausserhalb der Vorrichtung so einzu spannen, dass seine Priiffläehe genau waag recht berichtet ist.
Der Schlitten 1l. lässt sich mittels einer Kurbel 12 und Gewindespindel <B>13,</B> die an einer Platte 14 belagert sind, in der in Füg. \? ersichtlichen Pfeilrichtung ver- .sehieben. Dies hat zur Folge. dass der Ein spannhalter 8 mit dem Prüfling 9 gegenüber dem Stempel bewegt und durch die Kugel 7 unter Abrollen an der Stempelunterflä.che und an der Prüffläche in letzterer eine Rille <B>15</B> erzeugt wird.
Zum Verschieben des Schlittens 11 usw. kann statt einer Schrau benspindel und Kurbel ein beliebiger anderer Antrieb vorgesehen sein.
Statt die Kugel 7 unter Belastung ihres sie haltenden Stempels 1 auf den Prüfling 9 zur Wirkung zu bringen, kann auch umge kehrt der Prüfling unter Druck gegen die Kugel gehalten werden. Um die Kugel 7 (oder einen anders ge formten Roll- oder Wälzkörper) mit dem Stempel 1 in Verbindung zu halten, ist die ser zweckmässig magnetisch.
Die den Schlitten 11 tragende Platte 14 ist vorteilhaft quer zum Schlitten auf einem Unterteil 16 verschiebbar und mittels einer an dieser gelagerten Stellvorrichtung 17 zu betätigen. Der Platte 14 muss der Schlitten 11 mit dem Prüfling 9 folgen. Wenn die Erzeugung einer Rille 15 beendigt und eine weitere gleichgerichtete Rille erzeugt werden soll, wird zuerst die Platte 14 verschoben und dann der Schlitten 11 mittels der Kurbel 12 zurück-, also entgegen der gezeichneten Pfeil richtung bewegt. Für die nächste Rille er folgt wieder zuvor eine kurze Querbewegung der Platte 14 mit dem Schlitten 11 und dem Prüfling 9.
Es entsteht damit, ohne dass der Stempel 1 mit seiner Belastung und der Kugel 7 von dem Prüfling 9 abgehoben wer den müsste, eine Folge von mehreren Rillen. 15 nebeneinander, wie Fig. 6 ersehen lässt.
18 ist eine umlegbare Stütze zu dem Zweck, beim Einsetzen des Prüflings den Hebel 2 mit seiner Belastung gehoben zu halten.
Statt einer der Kugel 7 angepassten Ab rollbahn 6 kann auch eine breitere Bahn der Kugel 7 zur Führung dienen, so dass die Kugel beim Abrollen auf dem Prüfling 9 auch die Möglichkeit hat, harten Stellen in der Prüffläche auszuweichen, wodurch diese besonders kenntlich gemacht werden.
Bei Anwendung verscheidener Bewe gungsgeschwindigkeiten der Kugel, wie sie mit einem schneller oder langsamer be triebenen Schlitten erreicht werden, ist es auch möglich, den Einfluss der Zeit auf eine plastische Verformung von Werkstücken festzustellen.
Ferner ist bei der praktisch reibungslosen Führung der Kugel die Möglichkeit gegeben, die waagrechte Kraft, die zur Bewegung der Kugel aufgewendet wird, wegen ihrer Ab hängigkeit von dem Grad des Einsinkens der Kugel in den Prüfling als Mass für die Härte auszunützen. Für eine solche Messung kann nach Fig. 4 beispielsweise der Hebel 2 geteilt und in Querrichtung federnd ausgebildet sein. Er ist mit einem Messgerät 19 am einen Schenkel versehen, dessen Taster 20 an einem Anschlag 21 des andern Schenkels 22 an liegt.
Je nach der für die Kugelbewegung auf dem Prüfling notwendigen Kraft wird der Taster 20 mehr oder weniger verschoben und die waagrechte Komponente an dem Ge rät angezeigt. Der Kraftmesser kann nach Art einer hydraulischen Messdose oder eines Feindehnungsgerätes gebaut sein. Es lässt sich auch das Kohle-Druckmessverfahren an wenden. In allen Fällen soll es nicht ausge schlossen sein, mit dem Messgerät ein Schreib gerät zum fortlaufenden Aufzeichnen der Kraft zu verbinden.