AT511242B1 - Härteprüfgerät - Google Patents

Abstract

Ein Härteprüfgerät (9) weist einen Prüfkörper (12) und eine Halterung (2) für ein Prüfobjekt (3) auf, die mittels eines Antriebs (4) aufeinander zu und voneinander weg verschiebbar sind. Eine manuell betätigbare Steuerung (13, 15, 16) weist ein aus einer Nullstellung gegen die Kraft einer Feder (14) verstellbares Steuerelement (13), beispielsweise einen Drehknopf, auf.

Description

österreichisches Patentamt AT511 242B1 2013-01-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Härteprüfgerät mit einem Prüfkörper und einer Halterung für ein Prüfobjekt, die mittels eines Antriebs aufeinander zu und voneinander weg verschiebbar sind, und mit einer manuell betätigbaren Steuerung für den Antrieb.

[0002] Ein derartiges Härteprüfgerät ist beispielsweise aus der DE 40 21 178 A1 bekannt. Es sind außerdem Härteprüfgeräte bekannt, bei denen das Prüfobjekt an der Halterung mit einem Handrad von unten zur Prüfeinheit zugestellt wird. Es ist auch bekannt, die Prüfeinheit von oben mittels Handrad auf das Prüfobjekt zuzustellen, während das Prüfobjekt fix auf einer Halterung bzw. auf einem Tisch aufliegt. Dabei treibt das Handrad direkt eine Gewindespindel an oder es wird ein entsprechendes Hubgetriebe verwendet. Ein Vorteil dieser Konstruktion ist eine sehr feinfühlige Zustellung, da die Drehbewegung direkt in Vorschub umgewandelt wird. Dadurch können Kollisionen leicht vermieden werden und es ist eine genaue Positionierung möglich. Ein Nachteil ist, dass die Betätigung speziell bei langen Verfahrwegen, schweren Prüfeinheiten oder bei vielen Prüfungen anstrengend ist.

[0003] Es sind auch Härteprüfgeräte bekannt, bei denen die Höhenverstellung mit einem elektrischen Antrieb erfolgt. Wird eine Taste oder werden 2-Hand-Tasten gedrückt, fährt die Prüfeinheit mit einer bestimmten Geschwindigkeit auf oder ab. Die Geschwindigkeit kann hier nicht dynamisch geregelt werden. Vorteile dieser Ausführungsform sind, dass keine Kraftanstrengung nötig ist und schnelle Verfahrgeschwindigkeiten möglich sind. Nachteile sind, dass die Prüfeinheit je nach Geschwindigkeit gefühllos zu bedienen und schwer positionierbar ist und daher eine große Kollisionsgefahr und folglich die Gefahr einer Beschädigung von Optik oder Diamant bzw. Prüfobjekt besteht.

[0004] Schließlich sind auch elektrische Höhenverstellungen mittels Schiebereglern an einem Display bekannt. Dabei kann die Geschwindigkeit mittels des Schiebereglers dynamisch verändert werden. Dadurch ist eine genauere Positionierung möglich. Die Nachteile dieser Art der Steuerung sind allerdings, dass auch hier die Zustellung oder Positionierung nicht mit viel Gefühl möglich ist und die Steuerung nicht mit Handschuhen bedient werden kann.

[0005] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Härteprüfgerät zu schaffen, mit dem eine gefühlvolle und dynamische Bewegungssteuerung möglich ist, die für die Bedienungsperson nicht anstrengend ist.

[0006] Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Härteprüfgerät der eingangs genannten Art dadurch, dass die manuell betätigbare Steuerung ein aus einer Nullstellung gegen die Kraft einer Feder verstellbares Steuerelement aufweist.

[0007] Bevorzugt ist das Steuerelement ein Drehknopf, ein Handrad oder dergleichen. Dieses kann beispielsweise an ein Potentiometer angebaut sein und in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine Mittelstellung aufweisen, in die es durch eine Rückstellfeder wieder automatisch gebracht wird, wenn das Steuerelement losgelassen wird. Das Potentiometer kann beispielsweise von der Mittelstellung aus um +/-60° in beide Richtungen gedreht werden. Bei einer Drehung in eine Richtung fährt die Prüfeinheit oder der die Halterung für das Prüfobjekt nach oben, bei einer Drehung in die andere Richtung nach unten.

[0008] Die Geschwindigkeit wird vom Drehwinkel bestimmt. Bei einem kleinen Drehwinkel fährt die Maschine langsam oder sogar sehr langsam, sodass sehr genau positioniert werden kann. Die Geschwindigkeit nimmt dann entweder linear oder vorzugsweise exponentiell mit dem Drehwinkel zu, sodass auch hohe Verfahrgeschwindigkeiten erreicht werden können.

[0009] Das Steuerverhalten des Potentiometers kann durch entsprechende Parameter in der Steuerung einstellbar sein.

[0010] Anstelle eines Potentiometers könnte bei einem drehbaren Steuerelement auch ein einfacher Drehgeber verwendet werden, der die Winkelstellung an die Steuerung des Antriebs weiter gibt. 1 /4 österreichisches Patentamt AT 511 242 B1 2013-01-15 [0011] Es sind aber ebenso Steuerelemente in Form eines Schiebers möglich, beispielsweise eines Schiebepotentiometers oder eines linearen Inkrementalgebers, die in eine oder zwei Richtungen gegen eine Federkraft verschiebbar sind.

[0012] Derartige Steuerelemente, insbesondere drehbare Steuerelemente wie Drehknöpfe, kleine Handräder oder Stellräder, liegen sehr gut in der Hand und geben ein Feedback durch die Rückstellkraft der Feder. Es ist für die Bedienungsperson kein Kraftaufwand erforderlich, da nicht gekurbelt werden muss. Es ist bei kleinem Drehwinkel oder Schiebeweg eine sehr genaue Positionierung möglich aber auch eine sehr hohe Verstellgeschwindigkeit bei maximalem Drehwinkel bzw. Schiebeweg. Durch die Nullstellung bzw. Mittelstellung ist dies in beide Richtungen möglich und bei Loslassen des Steuerelements bleibt die Maschine selbständig und sofort stehen, was einen sicheren passiven Kollisionsschutz bietet. Außerdem kann die Maschine auch mit Handschuhen bedient werden.

[0013] Weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der übrigen Unteransprüche.

[0014] Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung in Form einer in der angeschlossenen Zeichnung schematisch dargestellten Härteprüfmaschine mit einem erfindungsgemäßen Härteprüfgerät.

[0015] Die in der Zeichnung dargestellte Ausführungsform einer Härteprüfmaschine weist einen Maschinenrahmen 1 mit einer Halterung in Form eines Tisches 2 auf, auf welchem Prüfobjekte 3, z.B. ein Zahnräder, aufgelegt werden. Unter dem Tisch 2 ist ein Elektromotor 4 angeordnet, der über ein Spindelgetriebe 5 eine vertikal ausgerichtete Gewindespindel 6 antreibt. Mit der Gewindespindel 6 wirkt eine Spindelmutter 7 zusammen, welche mit einer Halterung 8 eines Härteprüfgerätes 9 verbunden ist. Das Härteprüfgerät 9 ist des weiteren über eine vertikale Führung 10 am Maschinenrahmen 1 in Richtung des Doppelpfeils 11 auf und ab, also zum Prüfobjekt 3 hin und von diesem weg, verschiebbar. Am Härteprüfgerät 9 ist ein Prüfkörper bzw. Eindringkörper 12 angeordnet, der je nach verwendeter Messmethode beispielsweise ein Prüfkörper für eine Härteprüfung nach Vickers, Brinell oder Rockwell sein kann. Die Erfindung ist nicht auf eine bestimmte Form und Art der Härteprüfung beschränkt sondern kann für alle möglichen bzw. bekannten Formen und Arten von Härteprüfungen verwendet werden.

[0016] Um das Härteprüfgerät 9 am Maschinenrahmen 1 auf und ab zu verschieben ist ein Drehknopf 13 als Steuerelement vorgesehen, der aus einer Nullstellung in beide Richtungen, also im Uhrzeigersinn und gegen den Uhrzeigersinn, gegen die Kraft von Federn 14 verdrehbar ist. Der Drehknopf 13 wird, sobald er losgelassen wird, von den Federn 14 automatisch in die Nullstellung zurück gedreht. Mit dem Drehknopf 13 wird beispielsweise ein Potentiometer 15 oder ein Drehgeber gesteuert, das/der über eine Steuerung 16 den Antrieb in Form des Elektromotors 4 steuert. Durch die Steigung der Federkennlinie kann der mechanische Widerstand gegen ein Verdrehen des Drehknopfes 13 eingestellt werden und durch das Potentiometer 15 bzw. die Steuerung 16 die Geschwindigkeit, mit der das Härteprüfgerät 9 bei einem bestimmten Drehwinkel des Drehknopfs 13 oder einer bestimmten Schieberstellung am Maschinenrahmen 1 auf und ab verschoben wird.

[0017] Auf diese Weise ist für die Bedienungsperson ein unmittelbar fühlbarer Zusammenhang zwischen der Kraft und dem Winkel, mit welcher der Drehknopf 13 verdreht wird, und der Geschwindigkeit, mit der das Härteprüfgerät 9 am Maschinenrahmen 1 auf und ab verfahren wird, gegeben, was eine sehr unmittelbare Steuerung der Bewegung des Härteprüfgeräts 9 mit sehr kleiner aber auch großer Geschwindigkeit erlaubt.

[0018] Grundsätzlich wäre es bei der Erfindung denkbar, dass die Verschiebung des Härteprüfgeräts 9 oder des Tisches 2 nur in eine Richtung, z.B. aufeinander zu, mit dem oder einem erfindungsgemäßen Steuerelement 13 erfolgt und die Verschiebung in die andere Richtung entweder mit einem erfindungsgemäß ausgeführten zweiten Steuerelement 9 oder mit einem anderen, ggf. auch nicht erfindungsgemäß ausgeführten Steuerelement. 2/4

Claims (8)

1. österreichisches Patentamt AT 511 242 B1 2013-01-15 Patentansprüche 1. Härteprüfgerät mit einem Prüfkörper (12) und einer Halterung (2) für ein Prüfobjekt (3), die mittels eines Antriebs (4) aufeinander zu und voneinander weg verschiebbar sind, und mit einer manuell betätigbaren Steuerung (13, 15, 16) für den Antrieb (4), dadurch gekennzeichnet, dass die manuell betätigbare Steuerung (13, 15, 16) ein aus einer Nullstellung gegen die Kraft einer Feder (14) verstellbares Steuerelement (13) aufweist.
2. 2. Härteprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (13) ein Drehknopf ist.
3. 3. Härteprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement ein Schieber ist.
4. 4. Härteprüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerelement (13) aus der Nullstellung in entgegengesetzte Richtungen gegen die Kraft einer Feder (14) verstellbar ist.
5. 5. Härteprüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung (13, 15, 16) ein Potentiometer (15) aufweist, das vom Steuerelement (13) betätigt wird.
6. 6. Härteprüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung einen Inkrementalgeber aufweist, das vom Steuerelement (13) betätigt wird.
7. 7. Härteprüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein lineares Verhältnis des Weges oder Winkels der Verstellung des Steuerelements (13) und der Verschiebegeschwindigkeit.
8. 8. Härteprüfgerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein exponentiell zunehmendes Verhältnis des Weges oder Winkels der Verstellung des Steuerelements (13) und der Verschiebegeschwindigkeit. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen 3/4