DD216534A1

DD216534A1 - LOADING DEVICE FOR A HAERTEPRUEFGERAET

Info

Publication number: DD216534A1
Application number: DD25276583A
Authority: DD
Inventors: Reinhard Hegewald; Gottfried Dachsel
Original assignee: Reinhard Hegewald; Gottfried Dachsel
Priority date: 1983-07-05
Filing date: 1983-07-05
Publication date: 1984-12-12

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Belastungseinrichtung fuer ein Haertepruefgeraet zum Pruefen der Werkstoffhaerte fester Stoffe. Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Belastungseinrichtung zu schaffen, die fuer eine kontinuierlich veraenderliche Belastung und fuer mehrere bekannte Auswerteverfahren zur Bestimmung der Werkstoffhaerte sowie fuer eine gebrauchslageunabhaengige Belastung, indem das Eigengewicht der Belastungseinrichtung bei unterschiedlicher Gebrauchslage kompensiert wird, geeignet ist. Nichtlinearitaeten in den Elastizitaetskonstanten innerhalb der Belastungseinrichtung und mechanische Reibungen sollen das Messergebnis nicht beeinflussen. Die Aufgabe wird geloest, indem der Druckstempel aus einem oberen und unterem Druckstempel besteht, die konzentrisch ineinanderragen. Der obere Druckstempel weist eine Gewindespindel auf, die in einer an der Deckplatte des Gehaeuses angeordneten Gewindebuchse gefuehrt ist. Am durch die Bodenplatte des Gehaeuses hinausragenden Ende des unteren Druckstempels ist der Lastdetektor mit dem daran befestigten Eindringkoerper befestigt. Zwischen den sich gegenueberstehenden Auflageflaechen der Druckstempel befindet sich ein elastisches Element.The invention relates to a loading device for a Haertepruefgeraet for testing the Werkstoffhaerte solids. It is an object of the invention to provide a loading device, which is for a continuously veraenderliche load and for several known evaluation method for determining the Werkstoffhaerte as well as for a use situation independent load by the weight of the load device is compensated for different position of use, is suitable. Non-linearities in the elasticity constants within the loading device and mechanical friction should not affect the measurement result. The task is solved by the plunger consists of an upper and lower plunger concentric with each other. The upper plunger has a threaded spindle, which is guided in a arranged on the cover plate of Gehaeuses threaded bushing. At the end of the lower plunger protruding through the bottom plate of the Gehaeuses the load detector with the attached Eindringkoerper is attached. Between the opposing Auflageflaechen the plunger is an elastic element.

Description

Belastungseinrichtung für ein HärteprüfgerätLoading device for a hardness tester

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Belastungseinrichtung für ein Härteprüfgerät zum Prüfen der Werkstoffhärte fester Stoffe.The invention relates to a loading device for a hardness tester for testing the material hardness of solids.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Es ist eine Belastungseinrichtung für ein Vorlast-Härteprüfgerät bekannt, bei der die Prüflast über eine Preßvorrichtung, die nur der Kraftübertragung dient, auf den Eindringkö'rper übertragen wird. Dabei wird die Kraft mittels eines Lastdetektors und einer entsprechenden Auswerteeinrichtung ermittelt, mit der eine vorher eingestellte Eindringtiefe des Eindringkörpers erzielt wird. Eine universelle Anwendung, indem verschiedene Lasten eingestellt werden können, bei denen dann der Eindruck des Eindringkörpers sowohl hinsichtlich Tiefe als auch hinsichtlich der Breite oder des Durchmessers, je nach den gewählten Verfahren, ausgewertet werden kann, ist mit dieser Vorrichtung nicht möglich (AS 25 39 661).There is known a loading device for a preload hardness tester, in which the test load is transmitted to the Eindringkörper a pressing device which serves only the power transmission. In this case, the force is determined by means of a load detector and a corresponding evaluation device with which a previously set penetration depth of the indenter is achieved. A universal application in which various loads can be set, in which then the impression of the indenter both in depth and in terms of width or diameter, depending on the chosen method, can be evaluated, is not possible with this device (AS 25 39 661).

Es ist eine weitere Belastungseinrichtung bekannt, bei der die zum Eindringen des Eindringkörpers notwendige Kraft durch Vorspannen einer Schraubenfeder erzeugt wird.Another loading device is known in which the force required to penetrate the indenter is generated by pretensioning a helical spring.

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Durch Nichtlinearitäten der Federcharakteristik wird die Genauigkeit des Meßergebnisses direkt beeinflußt. Soll dieser Mangel ausgeschlossen werden, so kann mit der An-Ordnung nur bei einer vorher festgelegten und kontrollierten Kraft gemessen werden. Eine gebrauchslageunabhängige Messung ist nicht möglich (OS 20 61 459). /By nonlinearities of the spring characteristic, the accuracy of the measurement result is directly influenced. If this defect is to be ruled out, it is only possible to measure with the on-order at a predetermined and controlled force. A situation-independent measurement is not possible (OS 20 61 459). /

Bei einem bekannten Mikrohärteprüfer wird die auf den Eindringkörper wirkende Kraft mittels Mikrokraftmeßdose gemessen. Die Kraft selbst wird mittels einer elektrischen Belastungseinrichtung (z. B. Elektromagnet, Piezomotor) erzeugt. Diese vorgeschlagene technische Lösung ist aber nur bis maximal 0,1 Έ Belastung verwendbar (OS 30 00 984).In a known microhardness tester, the force acting on the indenter body is measured by means of a micro load cell. The force itself is generated by means of an electrical loading device (eg electromagnet, piezomotor). However, this proposed technical solution can only be used up to a maximum of 0.1 Έ load (OS 30 00 984).

Ziel.der ErfindungObjective of the invention

Die Erfindung hat das Ziel, eine Belastungseinrichtung für ein Härteprüfgerät mit einfacher Bedienbarkeit und breitem Einsatzgebiet zu schaffen, mit dem unterschiedliche Prüfaufgaben mit einem geringen Arbeitszeitaufwand gelöst werden können.The invention aims to provide a loading device for a hardness tester with ease of use and wide field of application, with the different test tasks can be solved with a low workload.

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Belastungseinrichtung zu schaffen, die für eine kontinuierlich veränderliche Belastung und für mehrere bekannte Auswerteverfahren zur Bestimmung der Werkstoffhärte sowie für eine gebrauchslageunabhängige Belastung, indem das Eigengewicht der Be lastungseinrichtung bei unterschiedlicher Gebrauchslage kompensiert wird, geeignet ist. Mchtlinearitäten in den Elastizitätskonstanten innerhalb der Belastungseinrichtung und mechanische Reibungen sollen das Meßergebnis nicht beeinflussen.It is an object of the invention to provide a loading device, which is suitable for a continuously variable load and for several known evaluation method for determining the material hardness and for a usage-independent load by the weight of the Be loadungseinrichtung is compensated for different position of use. Mchtlinearitäten in the elasticity constants within the load device and mechanical friction should not affect the measurement result.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Belastungseinrichtung mit einem Eindringkörper und einem Druckstempel, der in einem Gehäuse verschiebbar geführt ist und sich zwischen dem Gehäuse und Druckstempel eine Feder befindet, die den Druckstempel in seiner Ausgangslage hält. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Druckstempel aus einem oberen und unteren Druckstempel besteht, die konzentrisch ineinanderragen. Der obere Druckstempel weist eine Gewindespindel auf, die in einer an der Deckplatte des Gehäuses angeordneten GewindebuchseThe invention relates to a loading device with an indenter and a plunger which is guided displaceably in a housing and between the housing and plunger is a spring which holds the plunger in its initial position. According to the invention the object is achieved in that the plunger consists of an upper and lower plunger concentric with each other. The upper plunger has a threaded spindle in a arranged on the cover plate of the housing threaded bushing

v_-- geführt ist. Am durch die Bodenplatte des Gehäuses hinausragenden Ende des unteren Druckstempels ist der Lastdetektor mit dem daran befestigten Eindringkörper angeordnet. Zwischen den sich gegenüberstehenden Auflageflächen der Druckstempel befindet sich ein elastischesv _-- is guided. At the end of the lower plunger protruding through the bottom plate of the housing, the load detector with the indenter attached thereto is arranged. Between the opposing bearing surfaces of the plunger is an elastic

' Element. ''Element. '

Die Feder zwischen Gehäuse und Druckstempel hält die Funktionselemente unterer Druckstempel, Lastdetektor und Eindringkörper in der oberen Endstellung. Wird die Gewindespindel mit Vorschubrichtung zum unteren Druckstempel gedreht, bewegt sich der obere Druckstempel gegen das elastische Element. Damit wird der untere Druckstempel, der Lastdetektor und Eindringkörper in Richtung Prüf-'The spring between housing and plunger keeps the functional elements lower plunger, load detector and indenter in the upper end position. If the threaded spindle is rotated with the feed direction to the lower plunger, the upper plunger moves against the elastic element. Thus, the lower plunger, the load detector and indenter towards the test '

. ling bewegt bis die Spitze des Eindringkörpers auf diesem aufliegt. Wird die Gewindespindel weiter in Vorschubrichtung gedreht, wird das elastische Element vorgespannt. Die dabei entstehende Kraft wird über den unteren Druckstempel und den Lastdetektor auf den Eindringkörper übertragen, der im Prüfling einen entsprechenden Eindruck hinterläßt. Dabei wird die momentan wirkende Kraft auf den Eindringkörper mittels des Lastdetektors in ein elektrisches Signal umgewandelt und von einer bekannten elektronischen Auswerteeinrichtung permanent angezeigt., ling moved until the tip of the indenter rests on this. If the threaded spindle is further rotated in the feed direction, the elastic element is biased. The resulting force is transmitted via the lower plunger and the load detector on the indenter, which leaves a corresponding impression in the specimen. In this case, the momentarily acting force is converted to the indenter by means of the load detector into an electrical signal and permanently displayed by a known electronic evaluation device.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbei- spiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment.

Die Zeichnung zeigt die teilweise im Schnitt dargestellte Belastungseinrichtung eines Härteprüfgerätes, In einem zylindrischen Gehäuse 1 befindet sich ein unterer Druckstempel 4 mit einer Führungseinrichtung, der durch die Bodenplatte 2 des Gehäuses 1 hindurchragt. Am hinausragenden Ende des Druckstempels 4 ist eine GrundplatteThe drawing shows the partially sectional stress device of a hardness tester, in a cylindrical housing 1 is a lower pressure punch 4 with a guide device which projects through the bottom plate 2 of the housing 1. At the protruding end of the plunger 4 is a base plate

S^_-, angebracht, an der ein Lastdetektor 7 befestigt ist. An der Kalotte des Lastdetektors 7 ist der Eindringkörper angeordnet. Zwischen der Bodenplatte 2 des Gehäuses 1 und der Führungseinrichtung des unteren Druckstempels 4 befindet sich eine Feder 9» die· den Druckstempel 4 und den Eindringkörper 8 in ihrer Ausgangslage hält. Ein weiterer oberer Druckstempel 5» der ebenfalls eine Führungseinrichtung zum Gehäuse 1 aufweist, ragt mit einem Ende konzentrisch in den unteren Druckstempel 4 hinein, während das andere Ende eine Gewindespindel 11 aufweist, die in einer in der Deckplatte 3 des Gehäuses 1 angeordneten Gewindebuchse 12 geführt ist und am darüberhinausragenden Ende ein Handrad 13 aufweist, mit dem die GewindespindelS ^ _- , attached to a load detector 7 is attached. At the dome of the load detector 7 of the indenter is arranged. Between the bottom plate 2 of the housing 1 and the guide means of the lower plunger 4 is a spring 9 »holds the plunger 4 and the indenter 8 in its initial position. Another upper plunger 5 "which also has a guide device to the housing 1, projects concentrically with one end into the lower plunger 4, while the other end has a threaded spindle 11 which is guided in a arranged in the cover plate 3 of the housing 1 threaded bushing 12 is and on the projecting end beyond a handwheel 13, with which the threaded spindle

V" 11 mit Vorschubrichtung zum Prüfling gedreht wird.V "11 is rotated with feed direction to the DUT.

Zwischen den sich gegenüberstehenden Auflageflächen des unteren und oberen Druckstempels 4, 5 befindet sich-ein elastisches Element 10 in Form einer Druckfeder. Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß in jeder Gebrauchslage der Belastungseinrichtung Verfälschungen der Kraft durch die Masse des Eindringkörpers kompensiert werden. Mechanische Reibungen, die in dem System der Führungen der Druckstempel auftreten, sowie die Charakteristik des elastischen Elementes beeinflussen nicht das Meßergebnis. Die Genauigkeit der Belastung wird ausschließlich durch die Genauigkeit des Lastdetektors und des Aus-Between the opposing bearing surfaces of the lower and upper plunger 4, 5 is an elastic element 10 in the form of a compression spring. The advantages of the invention are that in each position of use of the loading device distortions of the force can be compensated by the mass of the indenter. Mechanical friction that occurs in the system of guides of the plunger, as well as the characteristics of the elastic element do not affect the measurement result. The accuracy of the load is determined solely by the accuracy of the load detector and the

wertegerätes bestimmt; damit ist es möglich, die Prüfein-. richtung zu tarieren. Die Belastungseinrichtung ist fürwho teg erätes determined; so it is possible to check the. tare direction. The loading device is for

eine variable Druckkraft einstellbar.a variable pressure force adjustable.

Claims

invention claim

Loading device for a hardness tester with an indenter and a plunger which is guided displaceably in a housing, with a located between the housing and the plunger compression spring and a load detector characterized in that the plunger from an upper plunger (5) and a lower plunger ( 4), which concentrically into one another, that the upper plunger (5) has a threaded spindle (11) which is guided in a on the cover plate (3) of the housing (1) arranged threaded bushing (12) that am through the Bottom plate (2) of the housing (1) protruding end of the lower Druckstetnpels (4) of the load detector (7) with the arranged thereon indenter (8) that between the opposing bearing surfaces \ 3er plunger (4, 5) an elastic element ( TO) is arranged.