Automatische Me¯einrichtung an Vorlastharteprufmaschinen.
Die VorlasthÏrtepr fung, bei der die bei Steigerung des Prüfdruckes von Vorlast auf Gesamtlast und ansehliessender Wiederent- lastung auf Vorlast erzielte Vergrösserung der Eindringtiefe des Eindringkörpers mit einer Messuhr gemessen und an dieser als Härtewert abgelesen wird, wird vorzugsweise und in grösstem Umfange dann angewendet, wenn gehärtete oder vergütete Stücke zu prüfen sind.
In der Mengenfertigung sollte diese Prüfung aus Gründen der Wirtschaftlichkeit in Automaten durchgeführt werden, was auch mit Rüek- sieht auf Schonung des Pr fenden, Ausschaltung seiner körperlichen und geistigen Ermüdbarkeit und damit verbundene Erhöhung der Sicherheit der Prüfung dringend geboten ist. Es hat deshalb an Ansätzen und Vorsehlägen zur Automatisierung der Vorlasthärteprüfung schon bisher nicht gefehlt.
Die meisten der bisher hekanntgewor- denen Vorsehläge sind dadurch gekennzeichnet, da¯ die Prüfspindel während der Pr fung stillsteht oder doeh nur bis zur Erreichung der Vorlast naeh oben geht, während die Hauptlast unter Vermittlung von Hebeln von oben auf den Prüfstempel abgesetzt wird.
Es wurde aber auch schon eine machine be schrieben, bei der laut Beschreibung alle zur Prüfung erforderliehen Bewegungsvorgänge mit Ausnahme des Festhaltens des Messuhr- zeigers in der Nullstellung von der Auf-und AbwÏrtsbewegung der Spindel abgeleitet werden. Es ist bei dieser Maschine aber nicht gelungen, den Härtewert an der Messuhr bis zur nächsten Prüfung festzuhalten. Darin liegt eine Unvollkommenheit, die die hier besehriebene Messeinrichtung nieht aufweist, da bei ihr der Härtewert bis zur nächsten Prü- fung festgehalten wird, so dass genügend Zeit zur Verfügung steht, ihn bequem und sicher abzulesen.
In den Abbildungen 1 bis 6 ist die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Messeinrichtung in verschiedenen Ar beitsstellungen beispielsweise und schematisch dargestellt. In diesen Abbildungen bedeutet 1. das Gehäuse der Vorlasthärteprüfmaschine, welches nach einer Längsmittelebene geteilt und in das die Messeinrichtung eingebaut ist.
In diesem Gehäuse ist gleitend geführt eine Messbüchse 2, in der der Prüfstempel 3 und ein Sehieber 4 gleitend geführt sind. An letzterem ist mittels eines Zapfens 30 oder sonst in geeigneter Weise der Messuhrhebel 5 angelenkt, der mit einer im Prüfstempel befestigten Schneide 6, oder unter Umständen einer Spitze, dauernd in. Berührung ist. Es ist mit dem Prüfstempel ein Messuhrhalter 7 fest verbunden, in dem die Messuhr 8 be festigt ist. An dem Messuhrhalter 7 ist ein Winkelhebel 9 drehbar gelagert, der mit seinem einen Arm mit einem im Maschinengehäuse angebrachten Anschlag 10 zeitweilig zur Berührung kommt.
Mit seinem andern Arm steht der Winkelhebel 9 dauernd in Berührung mit einem Keil 11, der auf dem Mess- uhrhebel 5 hin und her schiebbar angeordnet ist und unter der Wirkung einer Zugfeder 12 steht, die zwischen ihm und dem Messuhrhebel eingeschaltet ist.
Die Wand der Messbüchse 2 weist ausser dem Durchbruch f r den Messuhrhalter und den Messuhrhebel einen weiteren Durchbruch für ein Druckglied 13 auf, das die Aufgabe hat, den Schieber 4 der Klemmvorrichtung unmittelbar vor dem Aufbringen der Hauptlast mit der Messbüchse 2 durch Reibungs- sehluss zu verbinden. Solange diese Verbindung besteht und solange der Keil 11 ausgefahren ist, bertrÏgt der um den Zapfen 30 drehbare Messuhrhebel die Eindringung des am Prüfstempel befestigten Eindringkssrpers 21 in entsprechender Vergrösserung auf die Messuhr. Gelöst wird diese Verbindung erst dann, wenn nach der Wiederentlastung auf Vorlast der Keil 11 zwischen Messuhrschalter und Messuhrhebel eingesehoben ist.
Nach dem Loden dieser Verbindung kann die dadurch frei gewordene Feder 14 über den Schieber 4 wieder auf den Messuhrhebel drücken und den Härtewert auch dann noeh festhalten, wenn der Prüfstempel mit seinem Band 15 wieder im Masehinengehäuse aufsitzt. Der Härtewert bleibt also bis zur nächsten Prüfung stehen.
Das automatische Herstellen und L¯sen der Verbindung zwischen Me¯b chse @ und Schie- ber 4 wird mittels einer einschichtigen Blattfeder 16 bewirkt, die mit ihrem einen Ende an der Messbüehse eingespannt ist und deren freies Ende je nach der augenblicklichen Stellung der Me¯b chse im Maschinengehäuse entweder auf Druckglied 13 dr ckt oder auf einen keilförmig gestalteten Klotz 17, der bei der Bewegung der Messbüehse an dieser mittels eines am Maschinengehäuse angebrachten Anschlages 22 2 verschoben wird.
Das Zusammenwirken der aufgeführten Teile, sowie der Vorlastfeder 19 und der Hauptlastfeder 20 beim Messvorgang ist aus den Abbildungen 1 bis 6, die die Me¯einrich tung in den aufeinanderfolgenden Stellungen eines Arbeitsspiels zeigen, Zll ersehen.
Abbildung 1 zeigt die Messeinrichtung in der Ausgangsstellung. Die Me¯b chse 2 wird durch die Feder 23 auf ihren Ruhesitz im Maschinengehäuse 1 gedrüekt. Der Prüfstempel 3 wird dureh die Vorlastfeder 1 auf seinen Ruhesitz im Masehinengehäuse 1 ge drüekt. Das von der Kraft der Blattfeder 16 entlastete Druekglied 13 kann auf den Schieber 4 noch nicht driieken, so dass dieser infolge der Kraft der Feder 14 den Messuhr- hebel 5 ber den Keil 11 gegen den Messuhr- halter 7 drüekt. Die Messuhr zeigt noch den Wert der vorhergehenden Prüfung an.
In Abb. 2 hat die Pr fspindel 24 mit dem darauf ruhenden Prüfling 25 die Me¯b chse @ und den Prüfstempel 3 angehoben. Die von der Vorlastfeder 19 herrührende Vorlast ist auf den Prüfstempel aufgebracht. Der eine Arm des Winkelhebels 9 ist mit dem Anschlag 10 bei der Bewegung des Stempels zur Berührung gekommen und gedreht worden.
Infolgedessen wurde der Keil 11 ausgefahren.
Infolgedessen konnte der noch nicht festge klemmte Schieber 4 den Messuhrhebel 5 bis zur unmittelbaren Berührung gegen den Messuhrhalter 7 dr cken und damit die Messuhr auf Null stellen. Damit dies geschehen kann, ist die Kraft der Feder 1. 4 so bemessen, da¯ sie am Messuhrhebel 5 in bezug auf die Scheide 6 ein grösseres Drehmoment ergibt als der Messdruck der Messuhr. Der Ansehlag 22 hat angefangen, den Klotz 17 unter der Blattfeder 16 herauszuziehen.
Abb. 3 zeigt die Messeinrichtung unmittel- bar vor dem Aufbringen der Hauptlast. Der Anschlag 22 hat den Klotz 17 unter der Blattfeder 16 hervorgezogen, so dass letztere das Druekglied 13 gegen den Sehieber 4 drüeken und damit dessen reibungssehlüssige Verbin dung mit der Zlessbüehse 2 herstell. en kann.
Der Messuhrzeiger steht noch auf Null.
In Abb. 4 ist die von der Hauptlastfeder 20 herr hrende Hauptlast auf den Pr fstempel 3 anfgebracht. Infolgedessen ist der am Prüfstempel 3 befestigte Eindringkorper 21 in den Prüfling 25 erheblich mehr eingedrun- gen, als dies unter der AVirkung der Vorlast sehon der Fal war. Die daraus sich ergebende Relativbewegung zwischen Pr fstempel und Messbüchse vergrössert um den Be trag geringfügigster im Prüfstempel auftretender elastischer Formänderungen hat sich iiber den Me¯uhrhebel 5 in entsprechender Vergrösserung anf den Messuhrzeiger übertragen.
Letzterer steht jetzt infolge der vorerwähnten im Prüfstempel auftretenden elastischen Formänderungen, wie auch infolge der am Prüfeindruck auftretenden elastischen Formänderungen ein wenig ber dem HÏrtewert, der demnäehst angezeigt werden wird.
In Abb. 5 ist die Prüfspindel 24 mit dem Prüfling 25 wieder etwas nach unten gegangen. Die Kraft der Hauptlastfeder 20 ist wieder im Masehinengehäuse 1 rückgeschlossen, so dass auf den Prüfstempel 3 nur noch die Vorlast wirkt. Die am Prüfstempel und am Prüfeindruek auftretenden, dem Unterschied zwischen Gesamtlast und Vorlast entsprechen- den elastischen Formänderungen haben sich infolge des Wegnehmens der Hauptlast zurüekgebildet, so dass der Messuhrzeiger jetzt auf den Härtewert weist.
In Abb. 6 ist die Prüfspindel mit dem Prüfling weiter nach unten gegangen. Infolge dieser Bewegung, der der Prüfstempel 3 und die Messbüehse 2 folgen mussten, hat sich der im Messuhrhebel 7 drehbar gelagerte Winkelhebel 9 vom Ansehlag 10 wieder wegbewegt, so dass der Keil 11 von der Feder 12 zwisehen Messuhrhalter 7 und Messuhrhebel 5 geschoben und damit der Härtewert fixiert wurde, indem der Schieber 4 den Messuhr- hebel 5 über den Keil 11 gegen den Mess uhrhalter 7 dr ckt.
Der Schieber 4 ist mit der Alessbüehse 2 immer noeh gekuppelt. Der Prüfstem. pel und die Messbüchse sind in ihrer Ausgansstellung, in der sie im Masphinen- geliäuse aufsitzen, noch nicht ganz angekom- men. Ehe sie dort ankommen, wird der Klotz z 17 unter die Feder 16 gesehoben und damit das Druckglied 13 vom Druck der Blattfeder 16 entlastet und der Schieber 4 also wieder freigelassen. Naehdem auf diese Weise die reibungssehlüssige Verbindung zwischen Messbüchse 2 und Schieber 4 gelöst wurde, setzt sich der Prüfstempel 3 im Masehinengehäuse 1 wieder ab.
Darnach setzt sich auch die Me¯ büehse 2 im Maschinengehäuse 1 wieder ab, wobei sieh letztere schützend vor den Ein dringkorper schiebt.
Der im Vorhergehenden beschriebene Pr fvorgang würde sich in genau derselben Weise abspielen in einer Vorlasthärteprüfmaschine, bei der zur Ausführung einer Prüfung das Gehäuse 1 am Masehinenständer auf und ab bewegt w rde, die Prüfspindel mit dem auf ihr ruhenden Prüfling aber während des Prüfvorganges stillstehen würde. Mit einer solchen Bauart lässt sieh die Prüfung grosser und sperriger Werkstücke, die zur Durchfüh- rung einer Härteprüfung nicht gehoben und gesenkt werden können, sehr leicht bewerkstelligen, worin ein weiterer Vorteil der hier beschriebenen Einrichtung zu erblicken ist.
Automatic metering device on preload hard test machines.
The preload hardness test, in which the increase in the penetration depth of the penetration body achieved when the test pressure is increased from preload to total load and then relieved to preload is measured with a dial gauge and read as the hardness value from this, is preferably and to the greatest extent used if hardened or tempered pieces are to be tested.
In volume production, this test should be carried out in machines for reasons of economy, which is also imperative with regard to the protection of the test person, elimination of his physical and mental fatigue and the associated increase in the security of the test. There has therefore been no lack of approaches and suggestions for automating the preload hardness test.
Most of the previously unknown recommendations are characterized by the fact that the test spindle stands still during the test or only goes up to the preload, while the main load is placed on the test stamp from above by means of levers.
However, a machine has already been described in which, according to the description, all movement processes required for testing, with the exception of holding the dial indicator pointer in the zero position, are derived from the up and down movement of the spindle. On this machine, however, it was not possible to record the hardness value on the dial indicator until the next test. This is an imperfection that the measuring device described here does not have, since it records the hardness value until the next test so that there is enough time to read it comfortably and reliably.
In FIGS. 1 to 6, the measuring device forming the subject of the present invention is shown in various working positions, for example and schematically. In these figures, 1. means the housing of the preload hardness testing machine, which is divided according to a longitudinal center plane and in which the measuring device is installed.
A measuring sleeve 2, in which the test stamp 3 and a slide valve 4 are slidably guided, is slidably guided in this housing. The dial indicator lever 5 is articulated to the latter by means of a pin 30 or in some other suitable manner and is in constant contact with a cutting edge 6 fastened in the test stamp or, under certain circumstances, a point. It is firmly connected to the test stamp, a dial indicator holder 7, in which the dial indicator 8 is be fastened. On the dial gauge holder 7, an angle lever 9 is rotatably mounted, one arm of which comes temporarily into contact with a stop 10 mounted in the machine housing.
With its other arm, the angle lever 9 is constantly in contact with a wedge 11, which is arranged on the dial indicator lever 5 so that it can be pushed back and forth and is under the action of a tension spring 12 which is connected between it and the dial indicator lever.
In addition to the opening for the dial gauge holder and the dial gauge lever, the wall of the measuring sleeve 2 has a further opening for a pressure member 13, which has the task of connecting the slide 4 of the clamping device to the measuring sleeve 2 by a frictional connection immediately before the main load is applied . As long as this connection exists and as long as the wedge 11 is extended, the dial indicator lever rotatable about the pin 30 transmits the penetration of the penetration body 21 attached to the test stamp to the dial indicator in a corresponding magnification. This connection is only released when the wedge 11 is lifted between the dial indicator switch and the dial indicator lever after relieving the load.
After lodening this connection, the spring 14 that has become free can press the dial indicator lever again via the slide 4 and hold the hardness value even when the test stamp with its band 15 is back in the machine housing. The hardness value remains there until the next test.
The automatic production and release of the connection between Mēb chse @ and slide 4 is effected by means of a single-layer leaf spring 16, one end of which is clamped to the measuring sleeve and the free end of which depends on the current position of the Mē The bushing in the machine housing either presses on the pressure member 13 or on a wedge-shaped block 17, which is displaced when the measuring sleeve is moved by means of a stop 22 2 attached to the machine housing.
The interaction of the listed parts, as well as the preload spring 19 and the main load spring 20 during the measuring process can be seen from Figures 1 to 6, which show the measuring device in the successive positions of a work cycle.
Figure 1 shows the measuring device in the starting position. The box 2 is pressed by the spring 23 onto its resting place in the machine housing 1. The test stamp 3 is dureh the preload spring 1 on its resting seat in the machine housing 1 ge pressed. The pressure member 13 relieved of the force of the leaf spring 16 cannot yet press on the slide 4, so that the latter presses the dial indicator lever 5 via the wedge 11 against the dial indicator holder 7 as a result of the force of the spring 14. The dial gauge still shows the value of the previous test.
In Fig. 2 the test spindle 24 with the test piece 25 resting on it has lifted the box @ and the test stamp 3. The preload originating from the preload spring 19 is applied to the test stamp. One arm of the angle lever 9 has come into contact with the stop 10 during the movement of the punch and has been rotated.
As a result, the wedge 11 was extended.
As a result, the not yet Festge clamped slide 4 could press the dial indicator lever 5 until it touched the dial indicator holder 7 and thus set the dial indicator to zero. So that this can happen, the force of the spring 1. 4 is so dimensioned that it results in a greater torque on the dial gauge lever 5 in relation to the sheath 6 than the measuring pressure of the dial gauge. The Ansehlag 22 has started to pull the block 17 out from under the leaf spring 16.
Fig. 3 shows the measuring device immediately before the main load is applied. The stop 22 has pulled the block 17 out from under the leaf spring 16 so that the latter press the pressure member 13 against the slide valve 4 and thus its frictional connection with the cylinder sleeve 2. en can.
The dial indicator pointer is still at zero.
In Fig. 4, the main load originating from the main load spring 20 is applied to the test stamp 3. As a result, the penetrating body 21 attached to the test stamp 3 has penetrated the test specimen 25 considerably more than was the case under the action of the preload. The resulting relative movement between the test stamp and the measuring sleeve, enlarged by the amount of the slightest elastic shape changes occurring in the test stamp, was transferred to the dial indicator pointer via the clock lever 5 in a corresponding increase.
The latter is now a little above the hardness value that will soon be displayed as a result of the elastic changes in shape that have occurred in the test stamp, as well as the elastic changes in shape that occur on the test indentation.
In Fig. 5 the test spindle 24 with the test object 25 has gone down a little. The force of the main load spring 20 is inferred again in the machine housing 1, so that only the preload acts on the test stamp 3. The elastic changes in shape that occur on the test stamp and the test indentation and correspond to the difference between total load and preload have receded as a result of the removal of the main load, so that the dial indicator pointer now points to the hardness value.
In Fig. 6 the test spindle with the test item has gone further down. As a result of this movement, which the test stamp 3 and the measuring sleeve 2 had to follow, the angle lever 9 rotatably mounted in the dial indicator lever 7 has moved away from the stop 10 again, so that the wedge 11 is pushed by the spring 12 between the dial indicator holder 7 and the dial indicator lever 5 and thus the The hardness value was fixed by the slide 4 pressing the dial gauge lever 5 against the dial gauge holder 7 via the wedge 11.
The slide 4 is always coupled to the Alessbüehse 2. The test stem. Pel and the measuring sleeve have not yet fully arrived in their starting position in which they sit in the Masphine gelium. Before they arrive there, the block z 17 is lifted under the spring 16 and thus the pressure member 13 is relieved of the pressure of the leaf spring 16 and the slide 4 is thus released again. After the frictional connection between the measuring sleeve 2 and the slide 4 has been released in this way, the test stamp 3 settles in the machine housing 1 again.
The mē büehse 2 then also settles down again in the machine housing 1, with the latter sliding in front of the penetration body to protect it.
The test process described above would take place in exactly the same way in a preload hardness testing machine, in which the housing 1 on the machine stand would be moved up and down to carry out a test, but the test spindle with the test piece resting on it would stand still during the test process. With such a design, the testing of large and bulky workpieces that cannot be raised and lowered to carry out a hardness test can be carried out very easily, which is another advantage of the device described here.