CH396456A - Apparat für die Härteprüfung - Google Patents

Description

  



  Apparat für die Härteprüfung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Apparat für die Härteprüfung, wobei mittels verschiedener Kerborgane unter verschiedener Last und während unterschiedlichen   Belastungszeiten    in   Prüf-    linge Einkerbungen gemacht werden. Für die Bestimmung der Oberflächenhärte eines Materials sind im Verlauf von Jahren eine Reihe verschiedener Methoden entwickelt worden, von welchen die von Brinell, Vickers und Rockwell vorgeschlagenen sich als die wichtigsten erwiesen haben. Beim Brinell-Test sind Kugeln als Kerborgane ausgebildet worden, beim Vickers-Test eine als Pyramide ausgebildete Diamantspitze und beim   Rockwell-Test    einerseits eine speziell   geschärfte    Diamantspitze und anderseits eine Stahlkugel.

   Beim   Brinell-Test    sind die   gebräuchlich-    sten Belastungen 62,5,187,5 250,750   und 1000    kp, beim Vickers-Test 10,30,60 und   120    kp und beim   Rockwell-Test    10 + 140 und   10 + 90    kp, wobei hier 10 kp die sogenannte Vorbelastung ist. Es hat sich als nicht möglich erwiesen, für alle diese Belastungen einen einzigen Apparat zu konstruieren.



  Wenn indessen Belastungen von über 250   kp    ausgeschlossen werden, lassen sich solche Apparate für die anderen Belastungen konstruieren. Ein Zweck der vorliegenden Erfindung bei einem solchen Apparat besteht in der Schaffung einer einfachen und bequemen Vorrichtung zur raschen Gewichtswahl.



  Dies wird dadurch erreicht, dass alle Gewichte, welche die   Kerbbelastung    ergeben, auf einer durch ihre Schwerpunktszentren gehenden, vertikalen Welle drehbar angeordnet sind.



   Ein Ausführungsbeispiel des   Erfindungsgegen-    standes wird anhand der   beigelegten    Zeichnungen näher beschrieben.



   Fig.   1    zeigt einen Längsschnitt durch einen   Härte-      priifapparat.   



   Fig. 2 zeigt die Anordnung der Gewichte in vergrösserter Seitenansicht des mittleren Teiles der Fig.   1,    mit teilweise weggeschnittener   Apparate-Gehäuse-    wand, und
Fig. 3 zeigt einen Horizontalschnitt längs der Linie   A-A    in Fig. 2.



   Der Apparat ist in bekannter Weise mit einer Spindel 1 versehen, auf deren oberes Ende ein Prüfkörper gelegt werden kann. Der Prüfkörper wird nun mittels einem auf einem Kugellager 4 ruhenden Vortriebrad 3 gegen ein Kerborgan 2 angehoben.



  Die Drehung des Vortriebrades 3 kann durch einen mittels einer Schraube 6 im Gehäuserahmen be  festigten    Keil 5 verhindert werden.



   Die im allgemeinen aus Diamanten 2 oder Kugeln 8 bestehenden Kerborgane sind auf einem Revolversitz 9 montiert, der um eine zusammen mit einem Träger 11 aus einem Stück gebildete Welle 10 drehbar angeordnet ist. Der   Revolversitz    9 ist auf der Welle 10 durch federnde Unterlagsscheiben 12 und eine Schraubenmutter 13 befestigt. Ein durch eine Feder 15 in Schnappstellung gehaltener Dorn 14 dient als   Fixierorgan    beim Drehen des Revolversitzes in die verschiedenen Stellungen. Der Revolver  sitz-Träger    11 ist seitlich aufgeschnitten und durch eine Schraube 16 auf einer Stange 17 aufgeklemmt, wobei die Stange 17 bezüglich des Gehäuserahmens 7 so angeordnet ist, dass sie in ihrer Längsachse aus der gezeigten Lage nach aufwärts verschoben werden kann.

   Auf dem oberen Teil 51 der Stange 17 ruht in bekannter Weise eine Schneide 18 eines Hebels oder Waagebalkens 19. Die Schneide 18 ist mit einigem Abstand   lon dier Rückseite    des rechten Hebelendes in einer Bohrung untergebracht. Die linke Stirnseite 52 des Waagebalkens ist eingerichtet, um mit Gewichten belastet zu werden. Auf der linken  Seite hat der Waagebalken zwei symmetrisch liegende Schneiden, d. h. auf jeder Seite des Balkens eine, wobei sie so angeordnet sind, dass die an der Gehäuseabdeckplatte angebrachte ebene Fläche 53 auf beiden ansteht. Die auf diese Weise erhaltene Hebel übersetzung bewirkt, dass die an der linken Frontseite 52 aufzuhängenden Gewichte nur dem 21. Teil der benötigten Belastung entsprechen.

   Der rechte Teil des Waagebalkens ist in bekannter Weise so ausgebildet,   dal3    er eine Messuhr 21 betätigt, welche direkte Ablesungen in Rockwell-Einheiten   ermög-    licht. Der Waagebalken 19 selber stellt ein auf das Kerborgan wirkendes Gewicht von 10 kp dar, was der erwähnten Vorbelastung bei den   Härteprüfungen    entspricht.



   Die Gewichte, welche die verschiedenen Belastungen zu bilden haben, wiegen zusammen   240/1    kg. Sie sind an einem Rohr   22'bewglic auF    gehängt, das beim Test den rechten Teil 52 des Waagebalkens belastet. Acht Gewichte 33 ruhen normalerweise auf einem Anschlag einer am unteren Ende des Rohres angebrachten Schraubenmutter 23.



  Das Rohr 22 hängt an seinem oberen Ende mittels einer   Überwurfmutter    24 und eines Kugellagers 25 drehbar an einer Schulter eines Zapfens 26, der mit einem Halter 27 zusammengebaut ist, dessen oberer Teil eine Stellschraube   28    besitzt, die bei Testen auf einer Schneide 59 am linken Ende 52 des Waagebalkens ruht. Die erwähnten Teile 22 bis 28 wiegen   zusammen t    kg. Der untere Teil des Zapfens 26 ruht frei auf dem oberen Ende einer Stange 41, die innerhalb des Rohres 22 verläuft. Die am unteren Ende des Rohres 22 befestigte Schraubenmutter 23 stützt sich auf eine an dieser Stange vorhandene Schulter.



   Die Vorrichtung für die Auswahl der Gewichte wird nun näher beschrieben. Der gesamte Gewichtssatz mit dem Rohr 22 kann mittels der auf der Welle 31 sitzenden Trommel 30 gedreht werden.



  Die   Welle 31    ihrerseits ist am Ständer 32 befestigt, der im Gehäuserahmen 7 verankert ist. Die Trommel hat an der Basis einen Zahnkranz 61, der in den Zahnkranz des obersten Gewichtes 33 eingreift.



  Durch Stifte wie 34 wird erreicht, dass ein untenliegendes Gewicht in eine Bohrung in einem   darüber-    liegenden Gewicht schiebend eingreift, so   dal3    der gesamte   Gewichtssatz    um die Stange 41 drehbar ist, welch letztere eine durch die Schwerpunktszentren der Gewichte verlaufende vertikale Drehachse darstellt. Die Trommel 30 kann in bestimmten Stellungen festgehalten werden, wobei die durch die Feder 36 belastete Kugel 35 in Vertiefungen in der Trommel einschnappt. Diese Stellungen sind durch Ziffern auf der Trommel markiert. Jedes der Gewichte 33 besitzt an der Peripherie zwei einander gegenüberstehende Nocken 37.

   Diese Nocken stehen nicht senkrecht übereinander, sondern sind um eine Anzahl Winkelgrade versetzt angeordnet, wobei diese Versetzung den Winkelabständen der genannten Vertiefungen für die Kugel 35 in der Trommel 30 entsprechen. Auf jeder Seite eines Gewichtes 33 befindet sich eine Schablone 38 und 39 mit   stufeilweise    angeordneten Schultern oder Nocken 60, wobei die Schablone 39 direkt mit dem vorderen Gehäuserahmen 7 und die Schablone 39 mit dem hinteren Gehäuserahmen 40 verschraubt ist. Die Nocken 60 sind so angeordnet, dass sie die Rotation des Gewichtssatzes 33 nicht verzögern.

   Wenn nun die Stange 41 abgesenkt wird und der   Gewichtssatz    zur Auflage kommt, dann wird irgendeiner der   Gewichtsnocken    37, der sich oberhalb eines der Nocken 60 der Schablone befindet, unterfasst, und zwar in allen Drehstellungen, unter Ausnahme der einen, die dem vollen Belastungsgewicht entspricht. Das Gewicht, welches unterfasst wird, sowie alle darüber liegenden hängen dann im Gehäuserahmen und nehmen folglich an der Belastungsauflage nicht teil. Die unten liegenden Gewichte bilden integrierende Teile der Belastung, und ihre Mitnehmerstifte 34 sind so ausgebildet, dass sie mit den obenliegenden, arretierten Gewichten nicht in Berührung kommen können. Durch Drehen der Trommel können nicht weniger als neun verschiedene Gewichtskombinationen auf diese einfache Weise eingestellt werden.

   Beim Absenken der Stange 41 verliert der Zahnkranz 61 den Eingriff, wobei die Trommel 30 und die oberen Gewichte 33 ausser Verbindung kommen.



   Das Absenken der Stange 41 wird durch einen Motor bewerkstelligt, indem zwei auf seiner Antriebswelle angebrachte Kronräder 42 mit der an der Stange 41 befestigten Zahnstange in Eingriff stehen.



  Durch Drücken des an der Welle 44 befindlichen Schalterknopfes 43 wird der Motor in Betrieb gesetzt, indem die Welle 44 den Schalter 45 betätigt.



  Indem sich nun die Stange 41 nach unten bewegt, vollzieht sich die Ausscheidung der Gewichte wie beschrieben, anschliessend senkt sich das Rohr 22 mit den zugehörenden Teilen weiter ab, bis die Stellschraube 28 mit der Schneide 59 des Waagebalkens zum Anschlag kommt. Die Stange   41    senkt sich weiter ab, während das Rohr   22    mit den Teilen 23 bis 28 und einige der Gewichte an der Schneide 59 hängen, womit die   Belastung des Prüfstückes    beginnt.



  Die Abwärtsbewegung der Stange 41 dauert an, bis ein in die Stange 41 eingeschraubter Dorn 46 an einem Hebelarm 47 auftrifft, welch letzterer zusammen mit einem Schneckenrad 49 auf einer Welle 48 befestigt ist. Das Schneckenrad schiebt die Welle 44 über die Schnecke 54 in die Ausgangsstellung zurück, wobei der Schalter 45 umgelegt wird.



   Beim Umlegen des Schalters 45 wird der Motor umgepolt und führt die Stange 41 nach oben. Wenn der obere Teil der Stange am Zapfen 26 auftrifft, wird das Rohr 22 und die Gewichte in die   Ausgangs-    position angehoben, womit die Belastung des   Prüf-    stückes beendet ist. Die Grösse der Ausschweifbewegung der Stange 41 kann durch Drehen des   Schalterknopfes    43 einreguliert werden, indem die Stellung des Hebelarmes 47 die Betätigung des Schneckengetriebes   48/54    beeinflusst. Auf diese  Weise kann die Einwirkungszeit, während welcher die Belastung auf der Schneide 59 liegt, genügend sorgfältig eingestellt werden, um zuverlässige   Mess-    resultate zu erreichen.

   Die Grösse der Ausschweifbewegung der Stange 41 kann in geeigneter Weise mit einer Einstellscheibe abgelesen werden, die unter Umständen mit Ziffern für die Sekunden versehen sein kann.



   Wenn die Stange 41 ihre obere Endstellung erreicht hat, betätigt der Dorn 46 einen Schalter 50, welcher den Motorstrom abschaltet. Die Stange 41 bleibt dann in ihrer oberen Stellung, also derjenigen, in welcher die Gewichtswahl, der Prüfkörperaustausch und die Kerborganeinstellung vorgenommen werden können.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Apparat für die Härteprüfung durch Kerbung von Prüfstücken mittels verschiedener Kerborgane unter verschiedenen Belastungen und während unterschiedlichen Belastungszeiten, dadurch gekennzeichnet, dass alle Gewichte (33), welche die Kerbbelastung ergeben, auf einer durch ihre Schwerpunktszentren gehenden, vertikalen Welle drehbar angeordnet sind.

   UNTERANSPRtJCHE 1. Apparat nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dal3 alle Gewichte (33) mit Nocken (37) versehen sind, die mit Bezug auf an der Gehäusewandung (7) befindliche Nocken (60) so angeordnet sind, dass beim Gewichtauflegen durch verschieden weites Drehen der Gewichte, die Nocken von verschiedenen Gewichten auf den Nocken der Gehäusewandung zur Abstützung gelangen.

   2. Apparat nach Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichte (33) eines über dem anderen aufgehängt und so angeordnet sind, dal3 sich ihre Nocken (37) über die ganze Peripherie des Gewichtssatzes verteilen, so dass dasjenige Gewicht, welches auf den Nocken (60) der Gehäusewandung (7) zur Abstützung gelangt, sowie alle darüber liegenden Gewichte davon abgehalten sind, an der Belastung teilzunehmen.

   3. Apparat nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trommel (30) vorgesehen ist, um mit dem Zahnkranz (61) das zuoberst liegende Gewicht zu drehen, wobei die darunter liegenden Gewichte (33) an der Drehung des obersten Gewichtes teilnehmen, weil die unten liegenden Gewichte mit einem Mitnehmerstift (34) versehen sind, der in eine Bohrung des darüber liegenden Gewichtes mitschiebend eingreift.

   4. Apparat nach Unteranspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewichte (33) verschiebbar an einem Rohr (22) aufgehängt sind, wobei das unterste Gewicht auf einem Absatz des Rohres ruht, so dass beim Absenken des Rohres zum Zwecke der Gewichtsauflage diejenigen Gewichte, deren Nocken (37) am Gehäuserahmen angreifen, sowie die darüber liegenden Gewichte am Gehäuserahmen abgestützt sind.

   5. Apparat nach Unteranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein an einem Zapfen (26) über den Gewichten (33) mittels eines Kugellagers (25) drehbar aufgehängtes Rohr (22) mit seinem unteren Teil auf einem Absatz einer Stange (41) abgestützt ist, welche innerhalb des Rohres verläuft und deren oberer Teil in freier Auflage den Zapfen (26) stützt, bevor die Gewichtsauflage vorgenommen wird.

   6. Apparat nach Unteranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Stange (41) zum Aufsetzen und Abheben der Belastung mittels eines vor-bzw. rückwärtslaufenden Motors nach unten bzw. nach oben bewegbar ist, indem ein auf der Motorwelle angebrachtes Kronrad (42) in eine auf der Stange angebrachte Zahnstange eingreift.

   7. Apparat nach Unteranspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stange (41) unter der Kontrolle eines einstellbaren Hebelarmes (47) durch einen Motor verschiebbar ist, wobei der Hebelarm den Drehsinn des Motorlaufes bis über den Punkt für die Belastungsauflage hinaus und zurück für die Entlastung innerhalb eines Zeitraumes beeinflusst, der mit Rücksicht auf das im Test angewandte Kerborgan (2 ; 8) und die Belastung für zuverlässige Testresultate entsprechend gewählt ist.

   8. Apparat nach Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Anzahl verschiedener Kerborgane (2 ; 8) auf einem Revolversitz (9) angebracht ist, wodurch auf einfache und rasche Weise das zu einer bestimmten Testmethode erforderliche Testorgan gewählt werden kann.