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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Härte von Oberflächen, insbesondere von Lackschichten, mit einem Pendel, das über Lagerkörper auf der Oberfläche schwingfähig gelagert ist, wobei die Schwingungsdauer des Pendels als Mass für die Härte dient und wenigstens eine einer bestimmten vorgewählten Schwingungsamplitude zugeordnete Strahlungsschranke zur Ausschaltung eines Zählwerkes vorgesehen ist, das vorzugsweise als Zeitmesswerk ausgebildet und an das eine Anzeigevorrichtung angeschlossen ist.
Bei einer bekannten derartigen Vorrichtung nach der GB-PS Nr. 1, 165, 276 wird das Pendel mechanisch bei einer bestimmten oberen Amplitude zur Schwingung freigegeben, wonach die Anzahl der Schwingungen bis zu einer bestimmten unteren Amplitude mittels Lichtschranken, die mit einem bistabilen System verbunden sind, in einem Zählwerk angezeigt werden. Nach der WO-OS 79/00322 wird in ähnlicher Weise ein auf der Filmoberfläche schwingfähig gelagertes Pendel elektromagnetisch bei der oberen Schwingungsamplitude zur Schwingung freigegeben und die Anzahl der Schwingungen, während der das Pendel bis zu einer bestimmten unteren Amplitude gedämpft wird, mittels eines Lichtschranken und einem Zählwerk festgehalten.
Der Hauptnachteil dieser bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass durch die elektromagnetischen oder mechanischen Auslösevorrichtungen die Anfangsschwingung des Pendels physikalisch bedingt gedämpft wird, wodurch Messfehler auftreten. Wenn nämlich die elektrische Stromzufuhr zu einem Elektromagneten, der das Pendel bei der oberen Amplitude magnetisch festhält, unterbrochen wird, wirkt die allmählich abfallende Feldstärke des Magnetfeldes, nachdem sich das Pendel vom Elektromagneten gelöst hat und zu schwingen beginnt, weiterhin auf das Pendel ein, wodurch die Anfangsschwingung des Pendels gedämpft wird und ein Messfehler von bis zu 20 Härtesekunden auftritt.
Wenn dagegen ein übliches Pendel, dessen Pendelspitze aus einem Rundstahl von 5 mm Durchmesser besteht, an diesem Rundstahl mechanisch mittels eines Auslösestiftes gehalten und zur Schwingung freigegeben wird, so reibt dieser Auslösestift, bevor das Pendel zur Schwingung freigegeben ist, auf bis zu einem Viertel des Umfanges des Rundstahles, wodurch die Anfangsschwingung des Pendels gedämpft wird. Diese mechanische Dämpfung der Anfangsschwingung des Pendels verursacht einen Messfehler bis zu 30 Härtesekunden. Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass diese selbst nicht thermostatisierbar und klimatisierbar sind und daher wegen der Beeinflussung der Härte der Filmproben infolge Temperatur- und Luftfeuchtigkeit in einem klimatisierten Raum aufgestellt werden müssen.
Diese Nachteile werden bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass eine einer bestimmten vorgewählten grösseren Schwingungsamplitude zugeordnete Strahlungsschranke zur Einschaltung des Zählwerkes vorgesehen ist, wobei für die zu prüfende Oberfläche ein vorzugsweise wärmestabilisierbarer Aufnahmetisch vorgesehen ist. Durch die erfindungsgemäss vorgesehene Strahlungsschranke ist es erstmals möglich, den Beginn der Zählung bzw. Zeitnehmung ohne Beeinflussung der Pendelschwingung auszulösen, wodurch die Messgenauigkeit wesentlich erhöht und die Verwendung exakt der Norm entsprechender Pendel ermöglicht wird.
Die Erfindung und weitere Merkmale derselben werden im folgenden an Hand der Zeichnung erläutert, die eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemässen Härtemessvorrichtung zeigt. In einem vorzugsweise dicht verschliessbaren Gehäuse --1--, das überwiegend aus Glas oder Kunststoff bestehen kann, ist ein Aufnahmetisch --2-- vorgesehen, der zur Aufnahme einer Film- oder Lackschichtprobe --3-- dient. Ein Pendel --4-- liegt mit Lagerkörpern --5--, z. B. zwei Kugeln oder Walzen, auf der Oberfläche der Lackschichtprobe --3-- schwingfähig auf. Innerhalb des Schwingungsbereiches der Pendelspitze --6-- sind zwei Strahlungsschranken --7 und 8-- angeordnet, die mit einem Schaltwerk --9-- über elektrische Leitungen --10-- verbunden sind.
Am Schaltwerk --9-- ist ein Zählwerk-11-- angeschlossen, das mit einer Anzeigevorrichtung --12-- verbunden ist. Die beiden Strahlungsschranken-7 und 8-- sind im Gehäuse-l-derart ortsfest angeordnet, dass ihre Strahlen bestimmten vorgewählten Schwingungsamplituden des Pendels --4-- entsprechen, z. B. 3 und 6 . Für die Strahlungsschranken --7 und 8-- werden vorzugsweise Infrarot- oder Laserstrahlen verwendet. Die elektrische Schaltung der Bauteile erfolgt in der Weise, dass die der bestimmten oberen Schwingungsamplitude des Pendels --4-- zugeordnete Strahlungsschranke --8-- so lange ein elektrisches Signal abgibt, als das Pendel über diese Amplitude hinausschwingt, nachdem es zur Schwingung gebracht wurde.
Sobald das Pendel --4-- nicht mehr über diese bestimmte
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obere Amplitude hinaus schwingt, wird kein elektrisches. Signal mehr abgegeben, wodurch über das Schaltwerk-9-das Zählwerk-II-, z. B. eine Zeitnehmung, aktiviert und zwischen ge- speichert wird. Sowie das Pendel --4-- auch nicht mehr über die bestimmte untere Amplitude, z. B.
3 , hinausschwingt, wird auch von der dort angebrachten Strahlungsschranke --7-- kein elektrisches Signal mehr abgegeben, wodurch über das Schaltwerk --9-- das Zählwerk --11-- gestoppt wird.
Sowohl der zwischengespeicherte Wert der Zeitnehmung als auch in einem allfälligen, vorteilhaft entsprechend vorprogrammierten Rechenwerk, z. B. in Mittelwerte oder % Glashärte umgerechnete Werte können in der Anzeigevorrichtung --12-- ersichtlich gemacht werden. Sämtliche Werte sind bei Bedarf auf einem zusätzlich vorgesehenen Drucker ausdruckbar. Die Justierung der Signalabgabe der Strahlungsschranken --7 und 8-- bei bestimmten Amplituden z. B. 6 und 30 kann mit Hilfe von an der Frontseite des Gerätes vorteilhaft zusätzlich angebrachten Leuchtdioden erfolgen, die bei Signalabgabe der jeweils zugehörigen vorzugsweise durch räumliche Verstellung justierbaren Strahlungsschranke aufleuchten.
Zur Ermöglichung einer Messung bei konstanter Temperatur ist der Probenaufnahmetisch --2-- der Messapparatur thermostabilisierbar, vorzugsweise durch Anschlüsse --13-- an einen Wasserumlaufthermostat. Zur Messung bei konstanter Luftfeuchtigkeit ist das Gehäuse - vorteilhaft über Anschlüsse --14-- an ein Klimatisiergerät angeschlossen. Vorzugsweise wird der Endpunkt der Messung sowohl optisch als auch akustisch angezeigt. Sowohl durch den thermostatisierbaren Probenaufnahmetisch --2-- als auch durch den bevorzugten Anschluss an ein Klimatisiergerät ist es erstmals möglich, die Härtemessungen von der Benützung eines klimatisierten Arbeitsraumes unabhängig zu machen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Messung der Härte von Oberflächen, insbesondere von Lackschichten, mit einem Pendel, das über Lagerkörper auf der Oberfläche schwingfähig gelagert ist, wobei die Schwingungsdauer des Pendels als Mass für die Härte dient und wenigstens eine einer bestimmten vorgewählten Schwingungsamplitude zugeordnete Strahlungsschranke zur Ausschaltung eines Zählwerkes vorgesehen ist, das vorzugsweise als Zeitmesswerk ausgebildet und an das eine Anzeigevorrichtung angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine einer bestimmten vorgewählten grösseren Schwingungsamplitude zugeordnete Strahlungsschranke (8) zur Einschaltung des Zählwerkes (11) vorgesehen ist, wobei für die zu prüfende Oberfläche ein vorzugsweise wärmestabilisierbarer Aufnahmetisch (2) vorgesehen ist.