DE1969326U

DE1969326U - Haertemessgeraet.

Info

Publication number: DE1969326U
Application number: DE1964J0013059
Authority: DE
Inventors: Shizuo Imai
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1963-09-20
Filing date: 1964-09-15
Publication date: 1967-09-28
Also published as: GB1069365A; CH405761A

Description

P.A.6.50 922*15.9

Dipl.-Ing. Heinz Lesser 8 Manchen 6i, 15. 9. 1964

Patentanwalt ^ Cos.mastraße 81 Gg/Jo

^ Telefon: (0811) 483820 "'

Fernschreiber: 05-24351

Mein Aktenzeichen: L 6911 (Bei Antwort bitte angeben)

Ihr Zeichen:

Härtemeßqerät

Die Erfindung bezieht sich auf ein Härtemeßgerät nach Rockwell, bei welchem ein Eindringkörper mit einem eine geeichte Meßwertskala überstreichenden Zeiger in Wirkverbindung steht und ein Prüfkräften zu unterwerfender Probekörper auf einem heb- und senkbaren, im Ständer des Meßgerätes geführten Äuflagetisch gelagert ist₅ wobei der Zeiger der Meßwertskala derart zugeordnet ist_t daß er vor dem Aufgeben der Hauptprüfkraft, d.h, nach Erreichen der Forprüfkraft auf Nullstellung bringbar ist.

Bei den bekannten Hartemeßgeräten nach Rockwell wird der den Probekörper tragende Auflagetisch meist mittels eines Handrades oder anderer hierfür vorgesehener Mittel gehoben, bis der Probekörper in Berührung mit dem Eindringkörper kommt. An dem Härtemeßgerät vorgesehene Hebel werden danach betätigt, wobei durch den einen Hebel zunächst eine Vorprüfkraft dem Probekörper aufgegeben wird und durch einen zweiten Hebel dann, nachdem die durch die Vorprüfkraft erzielte Eindringtiefe über ein Zeigermeßgerät festgehalten worden ist, beispielsweise indem der Zeiger auf eine Nullstrichmarke gebracht worden ist, die Hauptprüfkraft über den Eindringkörper

Telegramm-Adresse: Lesserpatent München · Postscheck: München 100763, Bank: Bayer. Hyp.- und Wechselbank, Zentrale München, Nr. 346781

ipl.-Ing. Heinz Lesser, Patentanwalt -

treiben vom 15. 9, 1964 betr. Blatt

dem Probelcörper auf gegeben,"-wird» Wird in dem;-weiteren Verfahrensschritt dann der Eindringkörper von der Hauptprüf kraft entlastet bis nur noch die Forprüffcraft auf ihm. lastet» dann
zeigt der mit ihm gekoppelteSchleppzeigeran.-dem Meßgerät
die entsprechend def Eindringtiefe gemessene Härte des Probekörpers an. Verschiedene Ausführungsarten dieser Härtemelgeräte sind bekannt. Sie wirken zum Teil auch halbautomatisch, haben aber immer den Nachteil, daß sie von dem Geschick des Bedienenden abhängig sind. Mit derartigen Geraten erzielbare Meßgenauigkeiten "hängen also nicht nur mit den Gegebenheiten des Meßgerätes selbst zusammen, sondern auch indirekt mit der Arbeit ssorgfalt, mit welcher ein Bedienender das Gerät behandelt.

Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Härtemeßgerät nach Rockwell der eingangs beschriebenen Art bereitzustellen, welches nahezu vollständig automatisch betätigbar ist. Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, den mit einer Spindel eine Einheit bildendendes Auflagetisch mit einem seiner Spindel fco-»axial
geordneten Zahnrad zu versehen, dessen Innenzahnkranz mit der Spindel^ und dessen Auß.enzahnfcr=an?:_-_mit einem von einem Motor = antreibbaren= Ritzel- kämmt, wobei der Motor -mit dem Zeiger'"""""" elektrisch derart gekoppelt ist, daß er bei Erreichen der
Vorprüfkraft, welche durch die Nullstellung des Zeigers angezeigt wird, automatisch abschaltet. Zwischen dem Motor und

ίρΙ.-lng. Heinz Lesser, Patentanwalt f

hreiben vom 15.- 9.· 1964 betr. Blatt 3

dem Ritzel kann eine elektromagnetische Kupplung zwischengeschaltet sein, welche dann vorteilhaft mit dem Zeiger elektrisch derart gekoppelt ist, daß sie bei Erreichen der Vorprüfkraft auskuppelt.

Die vorstehend gegebene Anweisung der elektrischen Koppelung des den Aufla.getisch hebenden Motors mit dem eine Meßwertskala überstreichenden Zeiger, wobei zweckmäßig auch noch eine elektromagnetische Kupplung vorgesehen ist, kann in einem praktischen Ausführungsbeispiel vorteilhaft derart ausgeführt werden, daß der Eindringkörper über eine Stange mit einem zweiarmigen, am Ständer des Meßgerätes drehbar gelagerten Hebel in Wirkverbindung steht, dessen eines Ende mit der den Zeiger tragenden Welle mittelbar mechanisch verbunden ist, und dessen anderes Ende mit e i η em e 1 eic t r i s ehe η Sc halter i η Vexh i η d u η g b r i η gh a r ist, welcher bei Erreichen der vOrprüfkraft den Motor ausschaltet und/oder die Kupplung ausicuppelt. ~

Soll der Zeiger unmittelbar einenSchalter betätigen, welcher den Moto=r abschaltet und/oder die Kupplung auslcupplfet, dann wird er vorteilhaft in Beziehung zu einer ^fcTitscihranke gesetzt. Da die AnorUratng einer Lichtschranke in "dieser "S^t^und Weise unter Umständen Probleme auf^ibT, "St us vorteilhafter, mit τ "" der den Zeiger tragenden Welle einen zweiten Zeiger synchron

lipl.-lng. Heinz Lesser, Patentanwalt

treiben vom ¹⁵° ⁹* ¹⁹⁶⁴ betr. Blatt

umlaufen zu lassen, welcher bei Erreichen der Vorprüfkraft in der Nullstellung des Zeigers eine von einer Lichtquelle und einerphotoelektrischenZelle gebildete Lichtschranke betätigt, wodurch dann der Motor abschaltet und/oder die Kupplung auskuppelt.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel, welches wohl die vorteilhafteste Lösung der gestellten Aufgabe bringt, ist sowohl der durch den Eindringkörper mittelbar über eine Stange und einen Hebel betätigbare Hebel als auch die durch den Zeiger betätigbare Lichtschranke, wie oben erwähnte angeordnet, wodurch ein gewisser Sicherheitsfaktor erzielt wird.

Erfindunswesentliche Merkmale werden an Hand eines in Zeichnungen dargestellten AüsführungsbeiSpieles nachstehend schematisch erläutert.
Es zei gen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, des erfindungsgemäßen Härtemeßgerätes nach JRockwell, Fig. 2 eine Vorderansieht des-HärtemeßgeTätes, ™.

Fig. 3 eine Teil'seitenansicht, teilweise im:Schnitt, des Auf lagetfsches?,

Fig. 4 eine Teilseitenansicht, teilweise im Schnitt, in der die Übertragung der Bewegung des Eindringkörpers auf die Bewegung des Zeigers dargestellt ist,

ν :■:::..-:; : . - ■■■ ■■■ -. ■/

^{: :} ■■■■■.. ■. ■ l

pl.-lng. Heinz Lesser, Patentanwalt

,reiben vom 15. 9. 1964 betr. Blatt 5

Fig. 5 eine Vorderansicht der Meßwert skala, Fig. 6 eine Teilansicht, in der die Lichtschranke dargestellt

ist;, . :"".' / .;-." " . - ."■"■" Fig. 7 das Schaltbild des erfindungsgemäßen Härtemeßgerätes»

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 der Ständer des Härtemeßgerätes nach Rockwell gekennzeichnet, welcher aus einem Teil-2-zur Aufnahme des Auflagetisches und einem Querhaupt 3 bestellt. Der Tisch 4 des Ständerteils 2 dient der Aufnahme eines Körpers 5, dessen mit einem Gewinde versehene Bohrung Träger für eine Spindel 6 ist, zuder ko-axial ein von dem Körper 5 getragenes Zahnrad 7 angeordnet ist. Die Spindel 6 weist eine Längsnut 8 auf, in welche eine Nase 9 des Körpers 5 einfaßt. Wird das Zahnrad 7 in Umdrehung versetzt, und zwar erfindungsgeinäß mittelbar durch einen an dem Körper 5 festgelegten Motor 10, dessen Welle Träger für eine elektromagnetische Kupplung 11 ist, und die in Wirkverbindung mit einer die Aufnahme für eine Welle 13 bildenden Kupplungsscheibe 12 bringbar ist, wobei auf der Welle 13ein mit dem Außenzahnkranz T" desZahnrades T kämmendes Ri tzel 14 aufgekeilt i st, dann wird.die Spi nde,l- 6₁ da-der Innenzahnkranz 7¹ Ues Zahnrades: 7 mit dieser känflirt,-je nach der Drehrichtung der HeI:Ie des: Motors 10 gehoben oder gesenkt. Die Spindel. 6 bildet eine Einheit mit iäamiden Probe- .-; körper 16 aufnehmenden Auflagetisch 15.

ipl.-lng. Heinz Lesser, Patentanwalt

treiben vom 15. 9. 1964 betr. Λ / BlattJ,

Aus-Fig.1 und 4 ist ersichtlich, daß in Achsrichtung der Spindel 6 im Querliaupt 3 des Ständers 1 der Eindringkörper 17 festgelegt ist. Dieser unter der Wirkung einer sich auf dem Ringkörper 19 abstützendenFeder 20 stehende Eindringkörper 17 steht über eine Stange 18 mit einem bei 22 in dem Querhaupt 3 des Ständers 1 schwenkbar gelagerten, zweiarmigen Hebel 21, in Wirkverbindung. Als Eindringkörper dient ein genormter, abgerundeter Diamantkegel mit einem Öffnungswinkel von 120° oder Stahlkugeln, Über ein Übersetzungsgestänge 23,23 steht das eine Ende des zweiarmigen Hebels21 mit der Welle 26 des über eine geeichte WLeßwertskaia 24 streichenden Zeigers 25 in Verbindung. Wird der E-indringkörper 17^· also entgegen der Wirkung der Feder 20 nachoben bewegt, dann verschwenkt der Hebel 21 um seinen Drehpunkt 22, und es dreht sich der Zeiger Im Ausführungsbeispiel ist die Voraussetzung getroffen worden, daß der Zeiger 25 bis zum Erreichen der Forprüffcraft mehr als einmal um seine Achse 26 gedreht wird. Mit der Bezugsziffer 27 sind die einzelnen Härtewerte der W Meßwert skala 24, ausgehend von einem Wullwert,gefcen«zeichn^t. ; —

Aus Fig. 4 ist^wei;ter%in ersichtlich, daß das^and-ere Ende des Hebels 21 in Wirkverbiiidung bringbar ist mit eignem elektrischen Schalter 28* Dieser S^r&hal-ter_ä wiid geöffnet, wenn über den Eindringkörper 17 auf deflt Probekörper 16 die Vorprüfkraft aufge-

ipi.-lng. Heinz Lesser, Patentanwalt

treiben vom 15. 9. 1964 _betr. Blatt

geben ist, d.h. wenn der Eindringkörper 17 unter der Vorprüf kraft seine oberste Stellung eingenommen hat. Auf seine Wirkungsweise wird später Bezug genommen.

Auf der Welle 26 des Zeigers 25 ist hinter der Meßwertskala 24 ein weiterer Zeiger 29 gelagert, welcher synchron mit dem Zeiger 25 umläuft« Der Zeiger 29 trägt eine lichtundurchlässige Schicht, und in seinem Schwenkbereich ist,"wie aus Fig. 4 und ersichtlich, eine'Lichtschranke angeordnet. Diese Lichtschranke wird gebildet aus einer vor der Meßwertskala 24 angeordneten Lichtquelle 30, deren gerichteter Lichtstrahl durch eine Öffnung 24¹ der Meßwertskala 24 hindurch von einer photoelektrischen Zelle 31 aufgefangen wird. Sobald durch den Zeiger 29 der Lichtstrahl unterbrochen wird, wird der Steuerstrom der photoelektrischen Zelle 31 geöffnet*

Der elektrische Schalter 28 und die Lichtschranke 30,31 sind derart geschaltet„ daß» sobald die Vorprüfkraft erreicht ist, d.h. der Eindringkörper 17 seine oberste Lage einnimmt, der Schalter 28 öffnet bzw. der Zeiger 25 seine Nullstellung^fie-ü" zügLich der Meßwert skala 2Ar&i:iiraxmmt\ Beide Schaltelemente > ^;: sind gejcoppelt; mi% dem elektrischen Mot or 10-bzw_;*₌ d-ejr e;lektro— magnetischen Kupplung 11,12, so daß bei Erreichen -der For- " prüfkraft der Motor 10 abgeschaltet und die Kupplung 11,12

ίρΙ.-lng. Heinz Lesser, Patentanwalt

direiben vom 15. 9. 1964 betr. Blatt

ausgekuppelt wird. ;^:-...

An Hand der Fig. 7 sollnunmehr der Schaltmechanismus des erfindungsgemäßen Härteraeßgerä'tes näher erläutert werden. Nachdem ein Protjelcörper 16 auf den Auflagetisch 15 gelegt worden ist, wird ein am Ständerteil 2 seitlich angeordneter Druckknopfschalter 32 gedrückt,, wodurch ein Relaismagnet erregt wird. Durch Erregung des Relaismagneten 33 werden die Schalter 34, 35 und 36 geschlossen, wobei der Schalter 34 dem Motor 10V und der Schalter 35 der elektromagnetischen Kupplung 11 zugeordnet ist, während der Schalter 36 ein selbsthaltender Schalter (Kippschalter) ist. Indem die Spule der elektromagnetischen Kupplung stromdurchflossen ISt₁ wird die Kupplungsscheibe 12 von dieser angezogen. Motor 10 und elektromagnetische^ Kupplung 11,12 sind nun in Tätigkeit und bewegen die Spindel 6 nach oben, der Probekb'rper 16 nähert sich dem Eindringkörper.17» Berührt diesen und drückt ihn schließlich entgegen der Wirkung seiffir Fed/er 20 nach oben. Der Hebel 21 wird nun ttm.isjelne: Schwenkachse 22 geschwenkt, und da sein eines Ende-iflier:^r einen Öbersetzüngstrieb 23.die Welle 26 des Zeigers 25 dreht ,wird synchro*^ mit dem nac^h% oben BewegendeS^Ei^ der Zeiger 25 gedreht.

Der Übersetzungstrieb 23 ist derart gewählt, daß der Zeiger bis zum Erreichen der obersten Lage des Eiridringlcbrpers

4.

ipl.-lng. Heinz Lesser, Patentanwalt

hreibenvom ^{1 5} · ⁹« ¹⁹⁶⁴ betr.' Blatt

dreimal eine volleUmdrehung ausführt. Bei Erreichen der obersten Lage des Eindringkörpers 17 wird, wie bereits oben erwähnt, der Schalter 28 geöffnet. Ebenfalls bereits erwähnt wurde, daß der Zeiger 29 synchron mit dem Zeiger umläuft und beim Erreichen der Nullmarke des Zeigers 24 den von der Lichtquelle 30 ausgestrahlten und von der photoelektrischen Zelle 31 aufgefangenen Lichtstrahl unterbricht, wodurch der -Steuerstrom der photoelektrischen Zelle 31 gewird* Die Lichtschranke 30,31 χ und der Schalter 28

sind derart elektrisch miteinander gekoppelt^ daß erst bei Erreichen der vOrprUf kraft,' d.h. wenn der Eindringkörper seine oberste Lage einnimmt bzw. der Zeiger 25 seine dritte Umdrehung vollendet hat, der Stromkreis für die Relaisentladerö'hre 37 -g-e wird» " .'.. ,.;'

Durch das Öffnen des Stromkreises der Relaisentladeröhre wird ein Relaismagnet 38 erregt, welcher den Schalter 39 öffnet, wodurch dann indirekt über den Relaismagneten 33 und die Schalter 34, 35 und 36 der lotor 10 abgeschaltet und die Kupplung 11,12 ausgekuppelt wird. Dadurch wird nun die Aufwärtsbewegung der Spindel 6 gestoppt,, und der Zeiger 25 befi'rtet; sich direkt über der Nu-Ktmärke der Meßwertskala 2fe Dem Wöbekörper 16 ist nunmehr die genormte Votprüit-färaft dua:cH den Edhdrifpgköiper⁷. ~W% aufgegeben«, ■-/_■. -^ --..._ - - _^-.

ipl.-Ing. Heinz Lesser, Patentanwalt

direiben vom ¹⁵- ⁹- ¹⁹⁶⁴ betr. /■■ Blatt. ¹ °

In einem nächsten Schritt wird nunmehr dem Probek'drper 16 eine Hauptprüfkraft aufgegeben; Dies erfolgt dadurch» daß nach Schwenken eines Gliedes 40 der durch Gewichte 42 belastete Hebel 41 um seine Achse geschwenkt wird, wodurch der Eindringkörper 17 noch tiefer in die Oberfläche des Probekörpers 16 gedrückt wird.

Nach einer vorgeschriebenen Zeit wird der Probekörper- 16 wieder auf seine V-orprüf kraft "entlastet,.- indem der Hebel 41 durch das Glied 40 gehoben wird. Der Zeiger 25 behält jedoch seine nach Aufgeben der Hauptprüfkraft eingenommene Lage bei. Der Härtewert des untersuchten Probekörpers kann nunmehr direkt von der Meßwertskala 24 abgelesen werden.;Dann wird der Druckschalteknopf 43 betätigt, welcher den Stromkreis der Relaisentladeröhre 37 und des Relaismagneten 38 unterbricht.

Werden die Schalter 44^.45 betätigt, nachdem der Schalter 39 seine Normallage wieder eingenommen hat, dann wird der Stromkreis für den Elektromotor 10 und die el&IcTromagiieti sehe Kupplung 11 j 12 jwledex geschlossen, und d:fce Sjxi ncfel. .6 wird, da über die Schalter 54,55 auch g^ei-c^hzeitig eine Umpolung vorgenommen worden ist, gesenkte Der iProbeIrÖrpe^rr 16' kann entnommen werden, und auf den Auflagetisch 15 kann ein neuer Probekörper aufgelegt werden. Mit dem Bezugszeichen 46 ist ein empfindliches Potenti-ssRmeter für die Relaisentladeröhre 37 gekennzeichnet.

Claims

DipJ.-Ing. Heinz Lesser, PaienianwaSi P A AiPf)CQ nr 7 0-7

Schreiben Vom betr. ■" 09H Blatt

SCHUTZANSPRÜCHE . '

1. Härtemeßgerät nach Rockwell, bei·welchem ein Eindringkörper mit einem eine geeignete Meßwertskala überstreichenden Zeiger

'ZU

in Wirkverbindung steht, und ein Prüfkräften/untenwerfender Probekörper auf einen heb- und senkbaren, im Ständer des Meßgerätes geführten Auflagetisch gelagert ist·, wobei der Zeiger der Meßwertskala derart zugeordnet ist, daß er vor dem Aufgeben der Hauptprüfkraft, d.h. nach Erreichen der Vorprüfkraft, auf „,'Nulls teilung bringbar ist, dadurch g e k e η η zeichnet, daß der mit einer Spindel (6) eine Einheit bildende Auflagetisch (15) ein zur Spindel (6) koaxiales Zahnrad (7) aufweist, dessen Innenzahnkranz (7*) mit der Spindel (6) und dessen Außenzahnkranz (7^!t) mdt einem von einem Motor (10) antreibbaren Ritzel (14) kämmt.

2. Härtemeßgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Motor, (10) und Ritzel (14) eine elektromagnetisch betätigbare Kupplung (11,12) angeordnet ist.

5. Härtemeßgerät nach Anspruch 1 Oder 2, dadurch g ek e η η zeichnet, daß der Eindringkörper (I7) über eine Stange (18) mit einem zweiarmigen, am Querhaupt (j5) des Ständers (1) des Gerätes drehbar gelagerten Hebel (21) in Wirkverbindung steht, dessen eines Ende mit der den Zeiger (25) tragenden Welle (2β) mittelbar mechanisch verbunden und dessen anderes Ende mit einem dem Motor (lO) und/oder der Kupplung (11,12)

Dipl.-!ng. Heinz Lesser, Patentanwalt .

Schreiben vom betr. L 6911 ".Blatt 12

zugeordneten elektrischen Schalter (28) in Verbindung bringbar ist.

4. Härtemeßgerät nachöeinem oder mehreren der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß auf der de'n Zeiger (25) tragenden Welle (26) ein zweiter Zeiger (29) festgelegt, ist, welcher in der Nullstellung des ersten Zeigers einer gehäusefest festgelegten photoelektrischen Zelle (j51) gegenüberliegt.