DE3128536A1 - "vorrichtung zum pruefen der haerte eines werkstueckes" - Google Patents

Description

• "Vorrichtung zum Prüfen der Härte eines Werkstückes"
• Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1.
• Eine bekannte Vorrichtung der vorgenannten Art hat einen motorisch angetriebenen Prüfkörpertisch, der auf einer Zustellspindel befestigt ist. Eine Prüflastsenk- und Prüflasthubvorrichtung im Oberteil der Vorrichtung ist mittels eines drehzahlreaelbaren Motors betätigbar. Ein Schrittmotor verbunden mit einem entsprechenden Bewegungssystem ermöglicht die Aufbrinaung einer definierten Vorlast zur sicheren Berührung von Prüfkörper und Werkstiick. Eine Kompensationsmeßdose mit mechanischer und elektrischer Bestückung ermöglicht die Messung der Eindringtiefe und der augenblicklichen Belas-tuna des Prüfk*rners. Die Meßwerte können sowohl digital angezeigt als auch diagrammmäßig aufgezeichnet werden (tTI Berichte Nr. 308, 1978).
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine leicht bedienbare Vorrichtung zu schaffen, mit der genaue Meßwerte erfaßt werden konnen, wobei die Last kontinuierlich oder schrittweise aufaebracht wird und jeweils abhängig von der Eindringtiefe des Prüfkörpers in das Werkstück kontinuierlich oder schrittweise gemessen werden kann.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 erfindungsgemäß gelöst. Die Anordnung des MeMkorpers erlaubt eine einfache Gestaltung der Vorrichtung und ein sicheres Aufbringen der Last mit Hilfe der Belastungseinrichtung. Die Last wird hierbei kontinuierlich aufgebracht, wohei die jeder Eindringtiefe des Prüfkörners im zu prüfenden Werkstück zugehörige Last gemessen werden kann.
• Bei einer Ausbildung der Meßfeder entsprechend dem Anspruch 6 kann bei dieser ein gleiches Wegmeßgerät wie zum Messen der Eindringtiefe des Prüfkörpers benutzt werden.
• Weitere Vorteile erqeben sich aus den übrigen Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnuna. In dieser ist eine Vorrichtung zum Prüfen der Härte eines Werkstückes als Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung im Längsschnitt schematisch dargestellt.
• Ein Arbeitszylinder 1 ist mit seinem Zylindermantel 2 an einem ortsfesten Teil 3 eines Gehäuses für die Vorrichtung befestigt. Eine mit dessen Kolben 4 verbundene Kolbenstange 5 durchsetzt den Teil 3 mit Spiel und träqt an seinem freien Ende ein Aufnahmestück 6, das zur Aufnahme eines Zanfens 7 dient, der an einem Verbindunasteil 8 eines Federkerners10 anaebracht ist und auf dem ein Satz Tellerfedern 9 mit radialem Spiel anaeordnet ist.
• Der Zapfen 7 ist im Aufnahmestück 6 axial verschiebbar qelagert.
• Der Federkörner 10 hat einen im. wesentlichen länalich-runden Federteil 10a, dessen länglichen Teile 11 und 12 verstärkt ausgehildet sind. Der geaenseitige Abstand der beiden länglichen Teile 11, 12 ist wesentlich geringer als der Innendurchmesser der halbrunden Teile. Der längliche Teil 12 ist in Richtung zum Verbindungsteil 8 verlängert und nimmt ein Meßgerät 13 auf, dessen Meßelement 14 an der gegenüberliegenden Wand des länglichen Teiles 11 ansteht. Das Meßgerät 13 ist als induktiver Weggeber ausgebildet.
• An der Außenseite des lanolichen Teiles 11 lieat eine Rolle 15 an, die in einem Ende eines Umlenkhebels 16 gelagert ist. Das andere Ende des Umlenkhebels 16 wirkt mit einem Prüfkörperhalter 17 zusammen, der an seinem oberen Ende dachförmig ausgebildet ist und in eine einen etwas größeren Winkel als dieses Ende aufweisende Ausnehmung an dem von der Rolle 15 abaewandten Ende des Umlenkhebels 16 eingreift. An dem vom Umlenkhebel 16 abgewandten Ende des Prüfkörperhalters 17 ist ein für die Härteprtifung geeigneter Prüfkörper 18 befestiat, mit dem ein Eindruck in ein zu prfifendes Werkstück 19 vorgenommen werden kann, dasguf einem heb- und senkbaren Spanntisch 20 angeordnet ist.
• Der Prüfkörperhalter 17 befindet sich in einem hülsenförmigen Meßkörper 21, der von dem Prüfkörper 18 in seinem Boden mit Spiel durchsetzt ist und der ein den Prüfkörper 18 mit Spiel umgebendes Anschlußstück 22 hat. Der Meßkörper 21 ist mindestens im Bereich des Prüfkörpers von einem ortsfesten Gehäuseteil 23 mit Spiel umgeben, der im bereich des Anschlußetückes 22 einen einstückig damit verbundenen hohlzylindrischen Gegenhalter 24 aufweist. Der Meßkörper 21 ist innerhalb des Gehäuseteils 23 und der Prüfkörperhalter 17 ist innerhalb des Meßkörpers 21 jeweils in gleicher Richtung bewegbar. In Ruhelage der Vorrichtung sitzt der Meßkörper 21 auf einer den Gegenhalter 24 umgebenden Schulter des Gehäuses 23.
• Zwischen eine Schulter des Prüfkörperhalters 17 und eine Schulter des Meßkörpers 21 ist eine Feder 25 eingespannt, die den Prüfkörperhalter 17 gegenüber dem Meßkersrer 21 in Richtung zum Umlenkhebel 16 zu verschieben sucht.
• Der Meßkörper 21 ist von einem Querbolzen 26 durchsetzt, der den Prüfkörperhalter 17 mit Spiel durchdringt. Der Prüfkörperhalter 17 nimmt ein Meßorgan 27 auf, dessen Meßelement 28 an dem Querbolzen 26 ansteht. Das Meßorgan 27 ist ebenfalls als induktiver oder inkrementaler Weggeber ausgebildet.
• Der Umlenkhebel 16 ist an einem ortsfesten Gehäuseteil 29 schwenkbar gelagert.
• Zum Prüfen der Härte des Werkstükes 19 wird dieses auf den abgesenkten Spanntisch 20 gelegt und anschließend von diesem gegen den Gegenhalter des Gehäuseteils 3 mit einer Kraft angedrückt, die die vom PrüfkYmer 18 für das zu prüfende Werkstück 19 aufbringbare maximale Prüfkraft wesentlich überschreitet. Beim Andrücken des Werkstückes 19 an den Gegenhalter 24 des Gehäuseteiles 23 wird durch Anlage des Anschlußstückes 22 am Werkstück 19 der Meßkörper 21 in Richtung zum Umlenkhebel 16 verschoben. Hierbei befindet sich der Prüfkörper 18 noch außer Anlaae am Werkstück 19, da der Kolben 4 des Arbeitszylinders 1 in seine Ruhelaqe zurückaefahren ist und von seiten der Belastungsvorrichtuncr auf den von der Feder 25 anaehobenen Prüfkörnerhalter 17 keine Kraft ausgeübt wird.
• Zu Beginn des Prüfverfahrens wird der Kolben 4 deS Arbeitszylinders 1 auf seiner von der Kolbenstange 5 abgewandten Seite mit Druckmittel beaufschlagt, das unter konstantem Förderstrom in den Zylindermantel 2 fließt. Der Kolben Lt bewegt sich hierbei in der Zeichnung gesehen nach oben und übt eine Kraft auf die Tellerfedern 9 aus, die sich an dem Federkörper 10 abstützen.
• Dieser wieder wirkt über die Rolle 15 auf den Umlenkhebel 16, der die Prüflast auf den Prijfkrnerhalter 17 überträgt, wobei die Feder 25 starker gespannt wird. Kurz bevor der Prüfkörper 18 das Werkstück 19 bertihrt wird die vom Meßgerät 13 gemessene Kraft auf Null gesetzt. Sobald der Prüfkörper 18 auf dem Werkstück 19 aufgesetzt hat, beginnt der eigentliche Meßorgan. Das Aufsetzen des Prüfkörpers 18 auf dem Werkstück 19 kann elektrisch registriert werden.
• Dies ist auch bei Erreichen einer durch das Meßaerat 13 vorher gemessenen Kraft möalich. Der Meßvorgang kann auch erst beginnen, sobald auf den Prüfkörper 18 eine vorbestimmte Vorlast aufgebracht wurde.
• Während des Meßvoroanves wird die vom Arbeitszylinder 1 ausgeübte Kraft ständig verar8Bert. Die auf den Prüfen körper 18 ausgeübte Kraft wird durch das MeBaerät 13 abhänvon der durch das Meßorgan 27 ermittelten Eindringtiefe laufend oder schrittweise gemessen. Das Meßgerät 13 und das Meßorgan 27 sind an einen Prozeßrechner anschließbar, welcher die verlangten Meßwerte ermittelt. Die Belastung wird so lange auf den Prüfkörper 18 aufgebracht, bis eine vorgewählte Eindrinotiefe dieses Prüfkdrners 18 im Werkstück 19 oder eine bestimmte Maximalkraft erreicht wird.
• In der Zeichnuna ist die Vorrichtung w2hrend des Meßvorganges dargestellt. Der Arbeitszylinder 1 wird nach dem Meßvorgang entlastet und der Spanntisch 20 mit dem Werkstück t9 gesenkt.
• Mit Hilfe des Arbeitszylinders 1 und der Tellerfedern 9 ist es möglich, eine gleichförmig steiaende Belastuna auf den Prüfkörper 18 aufzubringen. Die Eindrinatiefe des Prüfkörpers 18 wird durch die Relativbewegung zwischen dem Prüfköroerhalter 17 und dem Meßkörper 21 durch das Meßorgan 27 gemessen.
• Bei einer bevorzuaten Ausbilduna ist die Belastunaseinrichtung 1, 9 und 10 nicht wie dargestellt mit lotrechter, sondern mit waagerechter Achse angeordnet.

Claims (7)

1. A n s p r ü c h e Vorrichtung zum Prüfen der Härte eines Werkstückes mit einem an einem bewegbaren Prüfkörperhalter angebrachten Prüfkörper, mit einer Belastunaseinrichtung zum unterschiedlichen Belasten des Prüfkdrpers, mit einem Meßorgan zum Messen der jeweiligen Eindringtiefe ues PruSkörpers im Werkstück, mit einem Meßgerät zum Messen der jeweils abhängig von der Eindringtiefe auf den Prüfkörper wirkenden Last und mit einem heb- und senkbaren Spanntisch zur Aufnahme des Werkstückes, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß dem Prüfkörperhalter (17) ein diesem geaenüber bewegbarer Meßkörper (21) zugeordnet ist, der während des Prüfvorganges am zu prüfenden Werkstück (19) ansteht, daß mit dem Meßkörper einer der Teile (28) des Meßorganes (27) zusammenwirkt, dessen anderer Teil mit dem Prüfkörperhalter verbunden ist, daß der Meßkörper im Gehäuse (23) der Vorrichtung bewegbar ist, an dem sich eine Anschlagstelle (24) für das Werkstück befindet, und daß der Me.Rkbrner von der Belastunaseinrichtung (1) unbeeinflußt ist.
2. 2. Vorrichtuna nach Anspruch 1, dadurch a e k e n n -z e i c h n e t , daß der Meßkörper (21) den Prüfkörperhalter (17) umgibt, der einen gegenüber dem Meßkörper vorstehenden Teil fUr die Verbindung mit der Belastungseinrichtuna (1) hat,-und das der Meßknffirper einen den Prüfkörperhalter mit Spiel durchsetzenden Anlageteil (26) für die Anlage des Meßelementes (28) des im Prüfkörperhalter unteraebrachten Meßorqanes (27) hat.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der .Meßkdroer (21) den Prüfkörper (18) umgibt und im Bereich des Prüfkörpers von dem die Anschlagstelle (24) aufweisenden Gehäuseteil (23) umgeben ist und daß der Meßkörper sowohl geaenüber dem Prüfkörner als auch gegenüber dem Gehäuseteil axial bewegbar ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch a e k e n n -z e i c h n e t , daß zwischen dem Meßkörper (21) und dem Prüfkörperhalter (17) eine Feder (25) einer spannt ist, die den Prüfkörperhalter (17) in Richtung zur aufzubrinaenden Last vom Meßkörper zu entfernen sucht.
5. 5. Vorrichtung nach einem der vorheraehenden Ansprüche, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß die Belastungsvorrichtung (1, 9, 10) einen Arbeitszylinder (1) und eine durch diesen Arbeitszylinder spannbare Belastungsfeder (9) hat, zwischen der und dem Prüfkorperhalter (17) das Meßgerät (13) eingeschaltet ist.
6. 6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das MeRaerSt (13) mit einer länglich-runden Meßfeder zusamm.enwirkt, deren längliche Teile (11, 12) verstmrkt sind, und daß eine Xnderuna des Abstandes der einander gegenüberliegenden länglichen Teile durch das Meßgerät bestimmbar ist.
7. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch q e k e n n -z e i c h n e t , daß zwischen die Meßfeder (10) und den Prüfkörperhalter (17) ein Umlenkhebel (16) eingeschaltet ist, der von dem im Prüfkörperhalter (17) untergebrachten Meßorgan (27) durchsetzt ist.