DE2114938C3

DE2114938C3 - Hardness tester

Info

Publication number: DE2114938C3
Application number: DE19712114938
Authority: DE
Inventors: Elliot Richard Hamden Conn. Lang (V.StA.)
Original assignee: American Chain and Cable Co Inc
Current assignee: FKI Industries Inc
Filing date: 1971-03-27
Publication date: 1977-12-01

Description

Die Erfindung betrifft ein Härteprüfgerät /ur Messung der Härte eines Werkstoffes nach demThe invention relates to a hardness tester / ur measurement of the hardness of a material after

ι s Vorlastverfahren, bsi dem zwei Eindrücke unterschiedlicher Tiefe in einem Prüfling erzeugt werden, deren Abmessungen gemessen werden, mit einem Rahmengestell, einem Eindringkörper, einem Halter für den Prüfling, einer von einem Fluid betätigten Antriebsvor-ι s preload method, bsi the two impressions different Depth are generated in a test object, the dimensions of which are measured, with a frame, an indenter, a holder for the test object, a fluid-actuated drive mechanism

:o richtung zum Gegeneinanderbewegen von Eindringkörper un.i Prüfling und einer Einrichtung zur Messung der Relativbewegung von Prüfling zu Eindringkörper.: o direction to move the indenter against each other un.i test specimen and a device for measuring the relative movement of test specimen to indenter.

Man kann die Härte von Metallen und anderen Materialien bestimmen, indem man die Tiefe des permanenten Eindrucks mißt, der in der Oberfläche des zu prüfenden Materials von einem Eindringkörper erzeugt wird, der unter einer Last gegen die Oberfläche gedrückt wird, die man im allgemeinen Hauptlast nennt. Um zu diesem Ergebnis zu kommen, wendel man imOne can determine the hardness of metals and other materials by looking at the depth of the permanent impression in the surface of the material to be tested is generated by an indenter which is under a load against the surface is pressed, which is generally called the main load. To get this result, twist the

)o allgemeinen ein Verfahren an, bei dem zwei Eindrücke erzeugt werden. Bei diesem Verfahren wird zunächst ein Bezugspunkt erzeugt, indem der Eindruckskörper unter einer Vorlast gegen das /u prüfende Material gedrückt wird, damit er einen leichten Eindruck in dessen Oberfläche erzeugt, und indem danach der Eindruckkörper unter einer 1 lauptlast, die wesentlich größer als die Vorlast ist, einen weiteren Eindruck in der Oberfläche erzeugt. Danach wird die Differenz der Eindruckstiefen unter der Wirkung der Hauptlast und der Vorlast ) o generally suggests a method in which two impressions are produced. In this process, a reference point is first created by pressing the indenter under a preload against the material to be tested so that it creates a slight impression on its surface, and then by pressing the indenter under a main load that is significantly greater than the preload creates a further impression in the surface. Thereafter, the difference in the indentation depths under the effect of the main load and the preload

^o gemessen. Diese Messung wird in Standardeinheiten der Härtemessung ausgedrückt, z.B. in der Rockwcll-Zahl, damit man einen Härtewert des zu prüfenden Materials erhält.^ o measured. This measurement is in standard units of Hardness measurement expressed, e.g. in the Rockwcll number, so that you get a hardness value of the material to be tested.

Bei Härteprüfgeräten, die nach dem Verfahren mit dem zweifachen Eindruck arbeiten, werden die Vorlast und die Hauptlast im allgemeinen durch verschiedene Einrichtungen appliziert, die unabhängig voneinander arbeiten. So umfaßt ι. B. in einem Rockwell-Prüfgerät die Einrichtung, welche die Vorlast appliziert, eine mechanische Schraube, die das zu prüfende Material an den Eindruckkörper heranführt und gegen diesen drückt, während die Einrichtung, welche die Hauptlast appliziert, eine Lastarmanordnung umfaßt, die mit einer Kraft mit dem Eindruckkörper in Berührung gebrachtIn hardness testers that work according to the method with the double impression, the preload and the main load are generally applied by different devices that work independently of one another. So includes ι. B. in a Rockwell tester, the device that applies the preload, a mechanical screw that brings the material to be tested to the indenter and presses against it, while the device that applies the main load comprises a load arm assembly, which with a force brought into contact with the indenter

5.1 wird, die durch herabfallende Gewichte erzeugt wird. Da zur Erzeugung der Vorlast und der Hauptlast verschiedene Einrichtungen verwendet werden, ist eine zusätzliche Zeit zur Beschickung oder Ladung und zur Entladung des Gerätes notwendig. Üblicherweise5.1 generated by falling weights. Since different devices are used to generate the preload and the main load, one additional time is required for loading or charging and unloading the device. Usually

ho werden hierfür drei bis sechs Sekunden gebraucht. Bei höheren Geschwindigkeiten beginnen die Gewichte zu schwingen und die Belastung wird inkonsistent. Dies wiederum führt zu ungenauen Härtemessungen. Wegen der Geschwindigkeitsbegrenzung des PrüfvorgangesThis takes three to six seconds. at at higher speeds the weights begin to swing and the load becomes inconsistent. this in turn, leads to inaccurate hardness measurements. Because of the speed limit of the test process

hs sind die herkömmlichen Rockwell-Priifgeräte nicht zur Härtemessung von Gegenständen geeignet, wenn diese nacheinander, /.. B. von einem Förderband, herangeführt werden und ihre Härtemessung zur QualitätskontrolleThe conventional Rockwell test devices are not used for this Hardness measurement of objects suitable if these are brought in one after the other, / .. B. from a conveyor belt and their hardness measurement for quality control

f.f.

2) 142) 14

notwendig ist.
Die Lastarmvorrichtung des Rockwell-Prüfgerätesnecessary is.
The rockwell tester load arm device

mfaßt einen Lastarm und mehrere Belastungsgewichte, j_ie mit dem Lastarm über ein geeignetes Gestänge soMeasures a load arm and several load weights, j _ie with the load arm via a suitable linkage

erbunden sind, daß bei Freigabe der Gewichte der Lastarm unter der Wirkung der Hauptlast kräftig gegen den Eindruckkörper bewegt und gedrückt wird. Die Geschwindigkeit dieser Abwärtsbewegung des Lastarmes wird im allgemeinen durch geeignete Dämpferare bound that when the weights are released, the load arm under the action of the main load strongly counteracts the indenter is moved and pressed. The speed of this downward movement of the load arm is generally supported by suitable dampers

esteuert. Trotzdem kann die Kraft, mit der der lindruckskörper gegen die Oberfläche des zu prüfen-controlled. Nevertheless, the force with which the indentation body against the surface of the

1·η Materials gebracht wird, zu schnell anwachsen, so daß in dem zu prüfenden Material eine Stoß- oder anspruchung erzeugt wird. Stoßbelaslungen1 · η material is brought to grow too quickly, so that an impact or stress is generated in the material to be tested. Shock loads

. f .- . t · ,1 C₁-Oi ι · . f .-. t ·, 1 C ₁ -Oi ι ·

■ ind insbesondere Veränderungen in der Stoßbelastung 15 wird können aus bekannten Gründen bedeutende Fehler bei der Härtemessung zur Folge haben. Uie Verwendung einer Dämpfungseinrichtung bei Härteprüfgeräten hält die Stoßbelastung in annehmbaren Grenzen.■ ind in particular changes in the shock load 15 will can, for known reasons, result in significant errors in the hardness measurement. Uie use a damping device in hardness testers keeps the shock load within acceptable limits.

Andere Prüfgeräte, die nach dem Verfahren mit dem zweifachen Eindruck arbeiten, enthalten, wie das Rockwell-Prüfgerät, zur Erzeugung der Vorlast eine mechanische Schraube, die in einer Richtung auf das zu üfende Material wirkt, und sie enthalten zur Erzeugung der Hauptlast eine komplizierte und komplexe Anordnung mit einem Balg, die in entgegengesetzter Richtung auf den Eindruckkörper wirkt. Diese Geräte sind nicht nur teuer und komplex, sondern sie erfordern auch zusätzliche Zeit zu ihrer Ladung undOther testing devices that use the double impression method, such as the Rockwell testing device, contain a mechanical screw to generate the preload, which acts in one direction on the material to be tested, and they contain a complicated and to generate the main load complex arrangement with a bellows that acts in the opposite direction on the indenter. Not only are these devices expensive and complex, but they also require additional time to charge and charge

Bei herkömmlichen Härteprüfgeräten, die nach dem Verfahren mit dem zweifachen Eindruck arbeiten, müssen der Eindruckkörper und das zu prüfende Material so gelagert sein, daß sie relativ zueinander bewegt werden können. Zu diesem Zweck sind verschiedene mechanische Einrichtungen konstruiert worden welche den Eindruckkörper und das zu nrüfende Material bei ihrer Bewegung relativ zueinander führen und ausrichten. Zu diesem Zweck sind verschiedene Kombinationen von Federn, mechanischen Lagern, komplizierten Rahmen und Gehäusen und andere Vorrichtungen vorgeschlagen worden. Alle diese Konstruktionen führen auf Grund der Reibung, des Lagcrspiels und anderer betriebsbedingter Zustände zu fehlerhaften Meßwerten.With conventional hardness testers that work according to the method with the double impression, the indenter and the material to be tested must be mounted in such a way that they are relative to one another can be moved. Various mechanical devices are designed for this purpose which the indenter and the material to be tested in their movement relative to each other guide and align. For this purpose, various combinations of springs, mechanical Bearings, intricate frames and housings, and other devices have been suggested. All these constructions lead due to the friction, the bearing play and other operational conditions to erroneous measured values.

Der genannte Stand der Technik wird auch beispielsweise durch die DT-PS 5 68 911 und das Buch »Technische Härtemessung« von Herbert ν ο η W e 1 η eraber Karl-Hanser-Verlag, Seiten 66 bis 70, dokumentiert. Die DT-PS 5 68 9U beschreibt ein Härteprüfgerät mit einem Federmechanismus zur Erzeugung einer Vorlast, bei dem die elastische Deformation in der Vorrichtung selbst ausgeschaltet werden soll. Bei der bekannten Vorrichtung wird der Prüfling unter der vorspannenden Federkraft festgehalten und danach wird der Eindruckkörper oder Prüfkörper in Eingriff mit dem Prüfling bewegt, um die eigentliche Vorlast und Hauptlast aufzubringen. Die Bewegungseinrichtung zum Gegeneinanderbewegen des Eindruckkörpers und des Prüflings ist eine einfache Handkurbel. Gleiches gilt für die weitere genannte Veröffentlichung. .The mentioned prior art is also exemplified by DT-PS 5 68 911 and the book "Technical hardness measurement" by Herbert ν ο η W e 1 η eraber Karl-Hanser-Verlag, pages 66 to 70, documented. The DT-PS 5 68 9U describes a Hardness tester with a spring mechanism to generate a preload at which the elastic Deformation in the device itself should be eliminated. In the known device is the The test specimen is held under the prestressing spring force and then the indenter or Test specimen moved into engagement with the test object in order to apply the actual preload and main load. the Moving device for moving the indenter and the test specimen against one another is a simple one Hand crank. The same applies to the further publication mentioned. .

ni^ DT-PS 12 46 279 beschreibt ein nach dem VoTlastverfahren arbeitendes Härtemeßgerät in Korn-ni ^ DT-PS 12 46 279 describes a after Hardness measuring device working on the load process in grain

* ti. .* 1 ^. A^ Η M f* Il f\l W^ T* t /^ T^ t 1 I t t €Ύ (Λ 1 i^* ti. . * 1 ^. A ^ Η M f * Il f \ l W ^ T * t / ^ T ^ t 1 I tt € Ύ (Λ 1 i ^

in dem Prüfling werden sowohl bei Vorlast als auch bei Hauptlast mittels Federkraft erzeugt. Der Eindringkörper ist in diesem Falle beweglich und wird beim Prüfvorgang vom Prüfling über einen Prüfstempel gegen je eine die Vorlast und die Hauptlast erzeugende Feder gedrückt. Die Relativbewegung von Eindringkörper und Prüfling werden mittelbar dadurch gemessen, daß die Relativbewegung vom Prüfstempel mit Eindringkörper zu dem Meßkörper erfaßt wird.in the test item are both at preload and at Main load generated by spring force. The indenter is movable in this case and is used in Test process of the test item via a test stamp against one each generating the preload and the main load Spring pressed. The relative movement of the indenter and the test object are measured indirectly by that the relative movement of the test stamp with indenter to the measuring body is detected.

In dem DT-GM 19 18913 ist ein Härteprüfgerät beschrieben, das nicht nach dem Vorlastverfahren arbeitet. Bei ihm wird nur eine einzige Last auf den Prüfling aufgebracht. Bei der bekannten Vorrichtung wird die Prüflast auf pneumatischem Wege erzeugt. Es insbesondere eine Einrichtung zur Konstanthaltung des Luftdrucks beschrieben. Weitergehende Anregungen sind aus dieser Druckschrift nicht zu entnehmen.The DT-GM 19 18913 describes a hardness tester that does not use the preload method is working. With it, only a single load is applied to the test object. In the known device the test load is generated pneumatically. In particular, it is a device for keeping things constant the air pressure. Further suggestions are not permitted from this publication remove.

Es ist schließlich ein Härteprüfgerät der eingangs erwähnten und im Oberbegriff des Anspruches genannten Art bekannt geworden. Bei ihm wird d:r Eindringkörper hydraulisch gegen den Prüfling gepreßt. Diese Ausführung besitzt r.m Prüfkörper einen Ständer, an dem eine Meßuhr befestigt ist, deren Zapfen an J5 einem im Ständer befindlichen Fühler befestigt ist. Der Zapfen der Meßuhr ist von einer Gabel eines hydraulisch fixierbaren Hebels umfaßt, so daß er in einer bestimmten Ausgangsstellung von dieser festgehalten wird. Beim Eindringen des Prüfstempels in den Prüfling zieht der Stempel die Meßuhr über den Ständer nach unten, so daß der Zeiger der Meßuhr die Bewegung anzeigt. Auch hier geschieht die Messung der Eindringtiefe nicht unmittelbar zwischen Prüfkörper und Prüfling, sondern mittelbar zwischen dem Prüfstempel und dem Rahmen des Gerätes.Finally, it is a hardness tester of the type mentioned at the beginning and mentioned in the preamble of the claim Kind of known. The indenter is hydraulically pressed against the test object. This version has a stand on which a dial gauge is attached to the r.m test body, the pin of which is attached J5 is attached to a sensor located in the stand. the Pin of the dial gauge is surrounded by a fork of a hydraulically fixable lever so that it is in a certain starting position is held by this. When the test stamp penetrates the test item the punch pulls the dial gauge down over the stand so that the dial gauge pointer sets the movement indicates. Here, too, the measurement of the penetration depth does not take place directly between the test specimen and DUT, but indirectly between the test stamp and the frame of the device.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Härteprüfgerät zu schaffen, das bei einfachem Aufbau genaue Härtemessungen von Materialien durchführen kann, die ihm in kurzen Zeitabständen zugeführt werden.The object of the invention is to create a hardness tester which, with a simple structure, allows precise hardness measurements of materials that are fed to him at short intervals.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Eindringkörper über einen Rahmenteil im Rahmengestell verschieblich und örtlich fixierbar und der Prüfling über die Antriebsvorrichtung mit einem Balg, mit einer Bodenplatte und Stützfüßen auf einem Flanschkörper gegen den Eindringkörper bewegbar angeordnet sind. Vorzugsweise ist als Fluid für die Antriebsvorrichtung Luft vorgesehen.This object is achieved according to the invention in that the penetration body has a frame part movable and locally fixable in the frame and the test specimen via the drive device a bellows, with a base plate and support feet on a flange body, movable against the penetration body are arranged. Air is preferably provided as the fluid for the drive device.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die Einrichtung des Härteprüfgerätes zur 50 Messung der Eindringtiefe einen Meßwertgeber, dessen festes Teil einerseits am Eindringkörper und dessen bewegbares Teil andererseits an der Antriebsvorrichtung befestigt sind oder umgekehrt. Bei einerr bevorzugten Ausführungsbeispiel können Regeleinrich js tungen vorgesehen sein, die auf den den Prüfling geger den Eindringkörper pressenden Druck in Leitungen zu Fluid-Zufuhr bei einem ersten, der Vorlast entsprechen den Druckwert und bei einem zweiten, der Hauptlas entsprechenden Druckwert ansprechen, und de Meßwertgeber kann von Schalteinrichtungen zu Abgabe eines ersten, die relative Position des Prüfling zum Eindringkörper unter der Vorlast anzeigendei kurzzeitigen Signals beim Ansprechen der Regeleir richtung auf den ersten Druckwert und ?i>r AbgabIn a preferred embodiment of the invention, the device of the hardness tester has for 50 Measurement of the penetration depth a transducer, its fixed part on the one hand on the indenter and its movable part on the other hand are attached to the drive device or vice versa. At one In the preferred embodiment, control units can be provided which respond to the test object the indenter pressing pressure in lines to fluid supply at a first corresponding to the preload address the pressure value and at a second pressure value corresponding to the main gas, and de Transducers can switch devices to output a first, the relative position of the test object to the indenter under the preload indicating a brief signal when the regulators respond direction to the first pressure value and? i> r delivery

4040

Vorlastverfahren arbeitendes Härtemeßgerät in Korn- naming «_1Ui u*... ^..,.w. ..Hardness measuring device working with preload in Korn- naming « _1U iu * ... ^ ..,. W. ..

bination mit einer elektronischen Meßeinrichtung, die 65 eines zweiten, die relative Position eines Prüflings zuicombination with an electronic measuring device, the 65 of a second, the relative position of a test object zui

^r" ~^:~' ""^A °'·" FinHrinpknrner unter der Hauptlast anzeigende ^r "~ ^: ~ '"" ^A °'·" FinHrinpknrner under the main load indicating

ein elektrisches Wegmeßsystem aufweist und ein Anzeigeinstrument betätigt. Dadurch wird die Differenz aus den beiden Meßwerten ermittelt. Die Vertiefungen Eindringkörper unter der Hauptlast anzeigende kurzzeitigen Signals beim Ansprechen auf den zweite Druckwert betätigbar sein. Dabei ist, wie anhand dihas an electrical measuring system and operates a display instrument. This will make the difference determined from the two measured values. The indentations indicating indenter under the brunt of the load brief signal when responding to the second pressure value can be actuated. It is how based on di

Ausführungsbeispieles später noch erläutert werden wird, vorgesehen, daß nach der Aufbringung der Hauptlast auf vergleichbare Weise noch einmal eine Messung unter der Vorlast vorgenommen wird, die einen Vergleichswert liefert.Embodiment will be explained later, provided that after the application of the Main load, a measurement is made again under the preload in a comparable manner supplies a comparison value.

Der Prüfling kann bei einer bevorzugten Ausführungsform auf dem Halter befestigbar sein, der auf einem Luftlager gelagert ist, dessen Druckluft gleichzeitig zur Betätigung der Antriebsvorrichtung dient. Die Antriebseinrichtung, die das zu prüfende Material unter der Wirkung einer Vorlast und einer Hauptlast gegen den Eindringkörper bewegt, umfaßt also eine pneumatische Einrichtung in Form eines Balges. Dieser Balg ist mit dem Luftlager wirksam verbunden und wirkt, wenn er betätigt wird, in eine einzige Richtung, wobei in der richtigen Reihenfolge eine Vorlast, eine Hauptlast und ggf. wiederum eine Hauptlast an dem Stützteil und dem daraufliegenden, zu prüfenden Material erzeugt, so daß dieses an den Eindringkörper herangeführt wird. Dem Balg wird Druckluft unter fortschreitend veränderlichem Druck von einer automatisch geregelten Versorgungsqtielle zugeführt, so daß die Vorlast und die Hauptlast in schneller Folge erzeugt werden. Die Verwendung der beschriebenen pneumatischen Einrichtung stellt sicher, daß diese keine momentanen Spitzenwerte erzeugen, die eine zerstörende Stoßbelastung auf das zu prüfende Material ausüben könnten. Das Härteprüfgerät nach der Erfindung kann bei einem außerordentlich massiven und trotzdem einfachen Aufbau mit großer Geschwindigkeit und Feinfühligkcit arbeiten. Die Meßwerte werden sehr exakt abgenommen und Reibungsverluste, die das Meßergebnis verfälschen könnten, treten kaum auf.In a preferred embodiment, the test specimen can be fastened to the holder which is on an air bearing is mounted, the compressed air of which is used at the same time to actuate the drive device. the Drive device that counteracts the material to be tested under the action of a preload and a main load moves the penetrator, so includes a pneumatic device in the form of a bellows. This bellows is operatively connected to the air bearing and, when actuated, acts in a single direction, being in the correct sequence a preload, a main load and possibly again a main load on the support part and the material to be tested lying on top is generated so that it is brought up to the penetration body. To the Bellows is compressed air under progressively variable pressure from an automatically regulated supply source supplied so that the preload and the main load are generated in quick succession. the Using the pneumatic device described ensures that this is not momentary Generate peak values that could exert a destructive shock load on the material under test. The hardness tester according to the invention can be extremely massive and yet simple Work setup with great speed and sensitivity. The measured values are taken very precisely and frictional losses which could falsify the measurement result hardly occur.

Weitere Merkmale von bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigenFurther features of preferred embodiments of the invention emerge from the subclaims emerged. An embodiment of the invention is shown in the drawing and will be described in more detail below explained. Show it

F i g. I eine Seitenansicht des erfindungsgcmäßen Härteprüfgerätes, teilweise im aufgebrochenen Schnitt. F i g. 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 der I·" i g. 1 und eine schematische Darstellung der wahlweise arbeitenden Meßeinrichtung undF i g. I a side view of the hardness tester according to the invention, partly in a broken section. F i g. Fig. 2 is a section along line 2-2 of Fig. 1 and is a schematic representation of the alternate operation Measuring device and

F i g. 3 eine schematische Darstellung der Regeleinrichtung, die den Druck der komprimierten Luft regelt, die dem Balg zugeführt wird.F i g. 3 a schematic representation of the control device, which regulates the pressure of the compressed air that is supplied to the bellows.

Das in I" ig. 1 gezeigte Häneprüfgerät umfaßt einen Rahmen 10, der eine Grundplatte 1 und zwei mit Gewinden versehene, auf der Grundplatte stehende Stützsäulen 2 aufweist. Ein Eindruckkörpcr 3 aus einem Diamant oder einem anderen geeigneten Material ist in einem Halter 4 befestigt, der wiederum an dem Rahmenteil 5 mit einem Bolzen 6 befestigt ist, wie die F i g. 1 es zeigt. Das Rahmenteil 5 erstreckt sich horizontal zwischen den beiden Stützsäulen 2, und diese erstrecken sich durch Löcher 7, die zu diesem Zweck in den Endabschnitten des Stützteils vorgesehen sind. Das Stützteil 5 wird in dieser Stellung durch aufgeschraubte Haltemullcrn 8 gehalten, die gegen die obere b/v. die untere Oberfläche Il bzw. 12 des Rahmenteil 5 festgezogen sind. Obwohl der Eindruckkörpcr beim Betrieb des Prüfgerätes in einer festen Stellung gehalten wird, ermöglicht es der beschriebene Aufbau der Halterung, daß er in verschiedene vertikale Positionen bewegt werden kann, einfach indem die Haltemuttern 8 eingestellt werden, und der Zweck und Vorteil dieser Möglichkeit werden weiter unten genauer beschrieben. Das zu prüfende Material wird unterhalb des Findruckskörpcrs von einem Amboß 13 gehalten. Das zu prüfende Material 20 ist in der F i g. I in seiner vorher eingestellten Position dargestellt, in der seine obere Oberfläche einen Abstand von der Spitze des Eindruckkörper 3 aufweist.The handheld testing device shown in I "ig. 1 comprises a frame 10, which has a base plate 1 and two Has support columns 2 provided with threads and standing on the base plate. An impression body 3 from one Diamond or another suitable material is fixed in a holder 4, which in turn is attached to the Frame part 5 is fastened with a bolt 6, as shown in FIG. 1 it shows. The frame part 5 extends horizontally between the two support columns 2, and these extend through holes 7, which for this purpose in the end portions of the support member are provided. The support part 5 is screwed on in this position Haltemullcrn 8 held against the upper b / v. the lower surface II and 12 of the frame part 5 are tightened. Although the indentation body in the Operation of the test device is held in a fixed position, enables the described structure of the Bracket that it can be moved to various vertical positions, simply by turning the retaining nuts 8 and the purpose and advantage of this facility are described in more detail below. The material to be tested is held by an anvil 13 below the findruck body. The Material 20 to be tested is shown in FIG. I is shown in its previously set position, in which its upper Surface is at a distance from the tip of the indenter 3.

Um einen Eindruck in der oberen oberfläche des zu prüfenden Materials zu erzeugen, damit die Härtemessung durchgeführt werden kann, sind Antricbseinrichtungcn vorgesehen, die den Eindruckkörper unter einer ίο kleineren Vorlast und unter einer größeren Hauptlast auf das zu prüfende Material drücken, damit zwei Eindrücke verschiedener Tiefe in diesem erzeugt werden. Diese Einrichtungen umfassen ein Luftlager 14. welches den Amboß auf dem Rahmen verschiebbar hält, ij so daß er gegen den feststehenden Druckkörper bewegt werden kann, und pneumatische Einrichtungen in Form von Bälgen 15, die mit dem Drucklager zusammenwirken und den Amboß und das auf ihm liegende zu prüfende Material fortschreitend nach oben bewegen, »ο bis der Eindruckkörper unter der kleineren Vorlast und unter der größeren Hauptlast in diesen eindringt. Wie in der F i g. 2 gezeigt ist, umfaßt das Luftlager ein Lagergehäuse 16, das eine Präzisionsbohrung 17 und einen Lagerschlitten 18 aufweist, der sich in Längsrich-2j Hing durch die Präzisionsbohrung 17 erstreckt. Das Gehäuse 16 ist an einem Lagerträger 19 befestigt, der sich an einem Punkt unterhalb des Eindruckkörpers horizontal zwischen den beiden Säulen 2 erstreckt. Der Lagerträger 19 wird durch Haltemuttern 21 in einer ■$o festen vertikalen Position gehalten, in der gleichen Weise wie das Rahmenteil 5. Wie das Rahmenteil 5. so kann auch der Lagerträger 19 einfach durch Einstellung der Haltemuttern 21 in die gewünschte vertikale Position gebracht werden.In order to create an impression in the upper surface of the material to be tested so that the hardness measurement can be carried out, drive devices are provided which press the indenter under a smaller preload and a larger main load onto the material to be tested, so that two impressions of different depths are generated in this. These devices include an air bearing 14. which holds the anvil slidably on the frame so that it can be moved against the fixed pressure body, and pneumatic devices in the form of bellows 15 which cooperate with the pressure bearing and the anvil and that lying on it Move the material to be tested progressively upwards, »ο until the indenter penetrates under the smaller preload and under the larger main load. As in FIG. 2, the air bearing comprises a bearing housing 16 which has a precision bore 17 and a bearing slide 18 which extends in the longitudinal direction through the precision bore 17. The housing 16 is fastened to a bearing bracket 19 which extends horizontally between the two columns 2 at a point below the indenter. The bearing bracket 19 is held by retaining nuts 21 fixed in a ■ $ o vertical position 5. in the same manner as the frame part as the frame part 5 so the bearing carrier 19 may be easily accommodated by adjustment of the retaining nuts 21 in the desired vertical position .

Der Lagerscheinen 18 kann sich in der Bohrung 17 im wesentlichen reibungsfrei in Längsrichtung bewegen, da er von einem relativ steifen Vorhang aus einem Druckgas umgeben ist. das g"gen die innere Oberfläche der Bohrung 17 und die äußere Oberfläche des Lagerschlittcns 18 drückt. Das Druckgas gelangt durch eine Vielzahl von Gasdüsen 22, die symmetrisch um die Bohrung angeordnet sind, in den Raum zwischen der Bohrung und dem Lagerschliitcn . Zu den Gasdüsen 22 wiederum gelangt das komprimierte Gas von einer äußeren Versorgungsanlage (nicht dargestellt) über eine Leitung 24 und einen Versorgungskanal 23.The bearing bracket 18 can move in the bore 17 essentially without friction in the longitudinal direction, since it is surrounded by a relatively stiff curtain made of a pressurized gas. that g "against the inner surface the bore 17 and the outer surface of the bearing slide 18 presses. The compressed gas passes through a plurality of gas nozzles 22, which are arranged symmetrically around the bore, in the space between the Bore and the bearing slit. In turn, the compressed gas arrives at the gas nozzles 22 from a external supply system (not shown) via a line 24 and a supply channel 23.

Das obere Ende des Lagcrschlittens 18 ist mil einem Bolzen 26 an einer Abdeckplatte 27 befestigt, die em zylindrisches Lagerteil 28 trägt. Hin abnehmbare! so Aufsicckhalter 29, der einen Abschnitt 30 mit reduziertem Durehmesser aufweist, ist so in dem Lager/yliiidei angeordnet, daß seine Schulter 31 das obere Ende de" Lagerteils 28 berührt. Der Amboß weist eine vorstehende Achse 32 auf, die in eine zentrale Bohrung 33 in Aufsteckhalter 29 hineinpaßt.The upper end of the bearing carriage 18 is fastened by a bolt 26 to a cover plate 27, which em cylindrical bearing part 28 carries. Detachable! so Aufsicckhalter 29, which has a section 30 with reduced Has diameter, is so in the camp / yliiidei arranged so that its shoulder 31 contacts the upper end of the bearing part 28. The anvil has a protruding one Axis 32, which is inserted into a central hole 33 in Attachment holder 29 fits into it.

Das untere Ende des Lagerschliltens ist mil einen Bolzen 34 an einer Bodenschutzplatte 35 befestigt, dit wiederum auf den Druckflanschen 36 des Balgs 15 ruht Die Schubplatte 35 weist an ihrer Unterseite die (>o herabhängende, mit gleichem Absland voneiiiandt.· angeordnete Füße 37 auf, die für eine neiguugsfreie um gleichmäßige Halterung des Lagerschliltens 18 sorgei Dieser wird durch die Füße 37 so gleichmäßig gchaltei daß seine Masse gleichmäßig auf den Druckflansehcn 3i <>5 des Balgs 15 verteilt ist. Auf Grund der Festigkeit um Starrheit des Luftlagcrs, in dem der Schlitten 18 in der Gehäuse 16 gehalten wird, und auf Grund de gleichmäßigen Gewichtsverteilung des Schlittens auThe lower end of the bearing slide is a Bolt 34 attached to a bottom protection plate 35, dit again rests on the pressure flanges 36 of the bellows 15. The thrust plate 35 has on its underside the (> o drooping, with the same distance fromeiiiandt. arranged feet 37, which for a tilt-free around uniform mounting of the bearing slide 18 sorgei This is so evenly gchaltei by the feet 37 that its mass is evenly distributed on the pressure flange 3i <> 5 of the bellows 15 is distributed. Due to the strength and rigidity of the air bearing in which the carriage 18 in the Housing 16 is held, and due to the even weight distribution of the carriage au

dem Druckflansch wird das zu prüfende Material unter der Antriebskraft des Balgs 15 so zu dem Eindruckkörper hingeführt, daß er nicht taumeln oder schwanken kann.the pressure flange, the material to be tested becomes the indenter under the driving force of the bellows 15 led to the fact that it cannot stagger or sway.

Der Balg 15 an der Oberseite der Grundplatte 1 ist mit Schrauben befestigt, die sich durch den unteren Flansch 39 des Balgs erstrecken. Die durch den Balg 15 begrenzte Druckluftkammer 41 ist mit Hilfe eines O-Ringes 40 luftdicht an der Grundplatte 1 abgedichtet. Das Druckgas wird der Kammer 41 von einem automatisch geregelten Druckluftbehälter (nicht dargestellt) über eine Leitung 43 und einen Versorgungskanal 42 zugeführt.The bellows 15 on the top of the base plate 1 is fastened with screws that extend through the lower Extend flange 39 of the bellows. The limited by the bellows 15 compressed air chamber 41 is with the help of a O-ring 40 is sealed airtight on the base plate 1. The pressurized gas is the chamber 41 of a automatically controlled compressed air tank (not shown) via a line 43 and a supply channel 42 supplied.

Ein Füllblock 45 ist in dem Balg 15 angeordnet und er ist mit Schrauben 46 an der Grundplatte 1 befestigt. Dieser Füllblock 45 ist so konstruiert, daß er das Volumen der Gaskammer 41, das durch den Balg begrenzt wird, reduziert, so daß der Druck in dieser Kammer sich relativ schnell aufbauen kann, aber nicht so schnell, daß das zu prüfende Material abrupt mit dem Eindruckkörper in Berührung kommt. Durch dieses Merkmal werden die Ladezeit und die Entnahmezeit in vorteilhafter Weise verkürzt.A filling block 45 is arranged in the bellows 15 and is fastened to the base plate 1 with screws 46. This filling block 45 is designed so that it has the volume of the gas chamber 41, which by the bellows is limited, reduced so that the pressure in this chamber can build up relatively quickly, but not so fast that the material to be tested abruptly comes into contact with the indenter. Because of this Characteristic, the loading time and the removal time are shortened in an advantageous manner.

Durch die Wirkung des Balgs wird das zu prüfende Material mit fortschreitend veränderlicher Kraft gegen den Eindruckkörper gedrückt, wobei nacheinander zunächst die Vorlast und dann die Hauptlast zur Wirkung kommen. Die auf das zu prüfende Material wirkende, fortschreitend veränderliche Kraft wird durch Steuerung des Luftdruckes in dem Balg 15 erzielt. Zu diesem Zweck wird der Druck des Gases, das dem Balg zugeführt wird, automatisch durch eine Regelvorrichtung 50 geregelt, wie in F i g. 3 dargestellt isl.Due to the action of the bellows, the material to be tested is counteracted with progressively changing force pressed the indenter, one after the other first the preload and then the main load to Effect come. The progressively variable force acting on the material to be tested becomes achieved by controlling the air pressure in the bellows 15. For this purpose, the pressure of the gas that the Bellows is fed, automatically controlled by a control device 50, as in F i g. 3 shown isl.

Die Regelvorrichtung umfaßt einen Regler 51, dor mit einem in Reihe liegenden Absperrventil 52 kommuniziert, und einen Regler 53, der mit einem in Reihe liegenden Absperrventil 54 kommuniziert. Wie die Zeichnung zeigt, liegen der Regler 51 und das Absperrventil 52 parallel zu dem Regler 53 und dem Absperrventil 54. Die Regelvorrichtung umfaßt außerdem ein Strömungssteuerungsventil 56', das mit dem Regler 51 und dem Absperrventil 52 in Reihe liegt. Schaltmechanismen 55 und 56 bestimmen die Betriebszeiten der verschiedenen Ventile 52, 54 und 56'. Die Schalter 56 und 55 betätigen auch das Auslaßventil 57 und das zum Auslaß führende Abströmungsventil 58. Das komprimierte Gas wird der Regelvorrichtung von einer Vorratsquelle (nicht dargestellt) zugeführt. Der Betrieb der Regelvorrichtung wird weiter unlen in der Beschreibung im Zusammenhang mit dem Betrieb des erfindungsgemäßen Härteprüfgerätes beschrieben.The regulating device comprises a regulator 51, which communicates with a shut-off valve 52 in series, and a regulator 53 communicating with a shut-off valve 54 in series. As the Drawing shows, the regulator 51 and the shut-off valve 52 are in parallel with the regulator 53 and the Shut-off valve 54. The regulator also includes a flow control valve 56 'which is connected to the Regulator 51 and the shut-off valve 52 is in series. Switching mechanisms 55 and 56 determine the operating times of the various valves 52, 54 and 56 '. the Switches 56 and 55 also operate the outlet valve 57 and the drain valve 58 leading to the outlet. The compressed gas is supplied to the control device from a supply source (not shown). the Operation of the control device is further unlen in the description in connection with the operation of the Hardness tester according to the invention described.

Das Prüfgerät umfaßt Einrichtungen zur Messung der Tiefe des Eindrucks, der in dem zu prüfenden Material erzeugt wird, wenn es unter der Hauptlast gegen den feststehenden Eindruckkörper gedrückt wird. In dem Ausführungsbeispiel umfaßt diese Einrichtung einen elektromagnetischen Meßwertwandler, dessen Aus gangszeichen die Position des Prüfmaterials bezüglich des Eindruckkörpers anzeigt. Der Meßwertwandler ist mit dem Lagerträger 19 mit Hilfe eines Winkels 60 und einer Fronlplatte 61 befestigt, wie die F i g. 2 zeigt. Der Kern 62 des Meßwertwandlers ist an einem Arm 63 befestigt, der über das Lagerteil 2« mit dem zu prüfenden Material verbunden ist. Die Ausgangsspannung dieses Meßwertwandlers zeigt in jedem Moment die Stellung des Arms an, der wiederum die Position des ru prüfenden Materials bezüglich des feststehenden Eindruckkörpers anzeigt. Fs wird deshalb festgestellt.The testing device includes devices for measuring the depth of the indentation made in the material to be tested is generated when it is pressed against the fixed indenter under the main load. By doing Embodiment, this device comprises an electromagnetic transducer, the off the position of the test material in relation to the indenter. The transducer is attached to the bearing bracket 19 with the aid of an angle 60 and a front plate 61, as shown in FIG. 2 shows. the Core 62 of the transducer is attached to an arm 63, which over the bearing part 2 "with the to test material is connected. The output voltage of this transducer shows at every moment the position of the arm, which in turn determines the position of the test material in relation to the stationary Indicates indentation body. Fs is therefore determined.

daß der Spannungswert, der die Differenz zwischen der Ausgangsspannung des Meßwertwandlers bei zwei verschiedenen Positionen des zu prüfenden Materials bezüglich des Eindruckkörpors darstellt, ein Maß für die Differenz der Eindruckstiuen ist, die in dem zu prüfenden Material unter den verschiedenen Belastungen, die diesen beiden Positionen entsprechen, erzeugt werden.that the voltage value which is the difference between the output voltage of the transducer at two represents different positions of the material to be tested with respect to the indenter, a measure of the Is the difference in the indentations that occur in the material to be tested under the various loads, corresponding to these two positions are generated.

Zur Bestimmung dieses Spannungswertes wird dasTo determine this voltage value, the

ίο Ausgangszeichen des Meßwertwandlers einem speichernden Komparator 64 zugeführt. Dieser umfaßt wahlweise wirkende Schaltstufen, die ein Spannungssignal speichern, das die Stellung des zu prüfenden Materials unter der Vorlast anzeigt, und die danach diesen Spannungswert mit dem Spannungssignal vergleichen, das die Position des zu prüfenden Materials unter der Wirkung der Vorlast anzeigt, nachdem die Hauptlast zur Wirkung gekommen isl und wieder entfernt worden ist. Der Komparator führt diesenίο Output character of the transducer to a storing Comparator 64 supplied. This includes selectively acting switching stages that generate a voltage signal which shows the position of the material to be tested under the preload, and the one after that Compare this voltage value with the voltage signal indicating the position of the material under test under the effect of the preload indicates after the main load has taken effect and again has been removed. The comparator performs this

jo Vergleich durch und erzeugt ein einziges Ausgangszeichen, das die Differenz zwischen diesen Positionen des zu prüfenden Materials anzeigt, die wiederum effektiv ein Maß für die Tiefe des permanenten Eindrucks ist, der unter der Hauptlast in dem zu prüfenden Material erzeugt worden ist. Dieses einzige Ausgangszeichen des Komparators wird auf einem herkömmlichen Anzeigegerätes angezeigt. jo comparison and generates a single output character, which shows the difference between these positions of the material to be tested, which in turn is effective is a measure of the depth of the permanent indentation that is under the main load in the material to be tested has been generated. This single output character of the comparator is displayed on a conventional display device.

Der speichernde Komparator wird durch die Schalter der Druckrcgelvorrichtung in einer Weise aktiviert, die in der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit dem Betrieb des erfindiingsgemäßen Härteprüfgerätes beschrieben wird.The storing comparator is activated by the switches of the pressure control device in a way that in the following description in connection with the operation of the hardness tester according to the invention is described.

Im Betrieb wird das zu prüfende Stück zunächst auf den Amboß gelegt. Dies kann von Hand durchgeführt werden oder mit Hilfe einer automatischen Beschikkungsvorrichtung. Die anfängliche Position des Eindruckkörpers ist so eingestellt, daß seine Spitze einer. Abstand zu der Oberseite des zu prüfenden Materials aufweist. Falls eine automatische Beschickungsvorrichtung verwendet wird, die nacheinander zu prüfende Stücke verschiedener Dicke auf den Amboß aufbringt, wird der Eindruckkörper so eingestellt, daß auch das zu prüfende Stück mit dem größten zu erwartenden Durchmesser noch einen Abstand zu dem Eindruckkörper aufweist, wenn es auf dem Amboß liegt. Wenn die richtige vertikale Position des Eindruckkörpers eingestellt ist, wird er in dieser Stellung durch Festziehen der Haltemutter8 fixiert.In operation, the piece to be tested is first placed on the anvil. This can be done by hand or with the help of an automatic loading device. The initial position of the indenter is set so that its tip is a. Distance to the top of the material to be tested having. If an automatic loading device is used, the one to be tested in sequence Applies pieces of different thickness to the anvil, the indenter is adjusted so that that too test piece with the largest expected diameter still a distance to the indenter when it lies on the anvil. When the correct vertical position of the indenter is set it is fixed in this position by tightening the retaining nut8.

Danach werden die Vorlast und die Hauptlast bestimmt, und die Regler 51 und 53 werden aiii Druckwerte eingestellt, die diesen Werten entsprechen Zunächst ist das Absperrventil 52 geöffnet, während da« Absperrventil 54, das Auslaßventil 57 und das ziin¹ Auslaß führende Abströmungsventil 58 geschlosscr sind. In diesem Zustand baut sich ein Druck in dem BaIj auf, der das zu prüfende Material sanft aber kräftif gegen den Eindruckkörper zwingt, so daß dieser in d;i; Material eindringt. Die Geschwindigkeit des Druckauf baus in dem Balg wird durch das Strömungsstcuerventi 56' gesteuert. Wenn der Druck, der der Vorlas entspricht, erreicht ist, tritt eine kleine Pause cir während der das Absperrventil 52 geschlossen wird um der speichernde Komparator durch den Schalter 5 eingeschaltet und wieder abgeschaltet wird. De Komparator 64 liest die Ausgangsspannung de Meßwertwandlers 59 ab und erzeugt eine Referenz spannung, welche die Stellung des zu prüfende Materials bezüglich des Eindnickkörpcrs unter deThereafter, the preload and main load are determined, and the controller 51 and 53 are set aiii pressure values corresponding to these values, first, the shut-off valve 52 is opened while there, "shut-off valve 54, the exhaust valve 57 and the ziin ¹ outlet leading Abströmungsventil 58 geschlosscr are . In this state a pressure builds up in the ball, which gently but forcefully forces the material to be tested against the indenter, so that this in d; i; Material penetrates. The rate of pressure build-up in the bellows is controlled by the flow valve 56 '. When the pressure corresponding to the pre-gas is reached, there is a small pause during which the shut-off valve 52 is closed and the storing comparator is switched on and off again by the switch 5. The comparator 64 reads the output voltage of the transducer 59 and generates a reference voltage which shows the position of the material to be tested with respect to the thickened body under de

Kraft der Vorlast anzeigt. Diese Referenzspannung wird, wie oben beschrieben wurde, in dem speichernden Komparator gespeichert, so daß sie später mit einem anderen Spannungswert verglichen werden kann. Der Komparator wird praktisch augenblicklich an- und abgeschaltet.Indicates the force of the preload. As described above, this reference voltage is stored in the Comparator stored so that it can later be compared with another voltage value. the The comparator is switched on and off almost instantly.

Während das Ventil 52 geschlossen wird, wird gleichzeitig das Absperrventil 54 durch den Schalter 56 geöffnet. Wenn das Absperrventil 54 geöffnet ist, baut sich der Druck in dem Balg weiter auf, bis das zu prüfende Material unter der Kraft der Hauptlast gegen den Eindruckkörper gedruckt wird. An diesem Punkt des Zyklus wird das Absperrventil 54 geschlossen, und das zum Auslaß führende Abströmungsventil 58 und das Absperrventil 52 werden durch den Schalter 55 geöffnet. Wenn das Abströmungsventil geöffnet ist, wird der Druck in der Kammer durch die Abströmung über das Absperrventil 52 so weit abgebaut, bis der der Vorlast entsprechende Druck wieder hergestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt wird der Komparator wiederum durch den Schalter 55 an- und abgeschaltet. Dabei liest der Komparator die Ausgangsspannung des Meßwertwandlers ab. Dieser zweite gelesene Spannungswert, der die Position des zu prüfenden Materials bezüglich des Eindruckkörpers unter der Kraft der Vorlast anzeigt, nachdem die Hauptlast auf das zu prüfende Material gewirkt hat und wieder entfernt worden ist, wird mit der gespeicherten Referenzspannung verglichen. Dadurch wird ein Spannungszeichen erzeugt, das der Differenz zwischen den beiden Ablesungen entspricht; dieses Zeichen wird dem Anzeigegerät zugeführt, so daß man einen vergleichenden Meßwert der Härte erhält. Nach dem Ablesen wird das Auslaßventil 57 von dem Schalter 56 geöffnet, und der Druck in dem Balg wird auf null reduziert. Das zu prüfende Material wird dann herausgenommen, und der Vorgang wird zur Härteprüfung eines anderen Prüflings wiederholt. Der auf dem Anzeigegerät angezeigte Wert kann automatisch mit dem Wert verglichen werden, der für ein Vergleichsprüfstück bekannter Härte vorher festgelegt worden ist, damit auf diese Weise schnell angezeigt wird, ob das zu prüfende Material einen Härtegrad aufweist, der den vorbestimmten Härtestandardwerten entspricht.While the valve 52 is being closed, the shut-off valve 54 is simultaneously activated by the switch 56 open. When the shut-off valve 54 is open, the pressure in the bellows continues to build up until it closes test material is pressed against the indenter under the force of the main load. At this point of the cycle, the shut-off valve 54 is closed, and the drain valve 58 leading to the outlet, and the like Stop valves 52 are opened by switch 55. When the drain valve is open, the pressure in the chamber is reduced by the outflow through the shut-off valve 52 until the Appropriate pressure is restored. At this point the comparator will turn again switched on and off by switch 55. The comparator reads the output voltage of the transducer away. This second voltage value read, which relates to the position of the material to be tested of the indenter under the force of the preload indicates after the main load on the test Material has worked and has been removed again is compared with the stored reference voltage. This will produce a voltage sign which is the difference between the two readings is equivalent to; this character is fed to the display device so that a comparative measured value can be obtained who receives hardship. After reading, the outlet valve 57 is opened by the switch 56, and the Pressure in the bellows is reduced to zero. The material to be tested is then taken out, and the The process is repeated to test the hardness of another test object. The value shown on the display device can be automatically compared with the value that was previously used for a comparative test piece of known hardness has been set so that it can be shown quickly in this way whether the material to be tested has a Has a degree of hardness which corresponds to the predetermined hardness standard values.

Auf Grund der Durchbiegung, die aus der elastischen Kompression resultiert, nimmt das zu prüfende Material schließlich bezüglich des Eindruckkörpers eine Betriebsposition ein, die, wenn die Vorlast wieder hergestellt ist, zwischen der anfänglichen Position des zu prüfenden Materials unter der Wirkung der Vorlast und der Position des zu prüfenden Materials unter der Wirkung der Hauptlast liegt. Diese Endstellung stellt die wahre Tiefe des Eindrucks dar, der unter der Wirkung der Hauptlast erzeugt wird. Da die Hauptlast entfernt wird, bevor die Tiefe bei dieser Endstellung gemessen wird, können bei der Härtemessung keine Fehler auftreten, die auf der elastischen Kompression des zu prüfenden Materials oder des Rahmens des Härteprüigerätes beruhen. Mit anderen Worten, die umgekehrte Bewegung des zu prüfenden Materials auf Grund der elastischen Kompression ist beendet, bevor die Endstellung des zu prüfenden Materials bezüglich des Eindruckkörpers gemessen wird.Due to the deflection resulting from the elastic compression, the material to be tested decreases finally, with respect to the indenter, an operating position which, when the preload is restored is established, between the initial position of the material under test under the action of the preload and the position of the material to be tested is under the action of the main load. This end position represents the represents the true depth of the impression created under the action of the brunt. As the main burden is removed before the depth is measured at this end position, there can be no errors in the hardness measurement occur on the elastic compression of the material to be tested or the frame of the hardness tester are based. In other words, the reverse movement of the material to be tested due to the elastic compression is ended before the end position of the material to be tested with respect to the Indentation body is measured.

Aus der obigen Beschreibung des Betriebs des erfindungsgemäßen Härteprüfgerätes erkennt man, daß die Vorlast und die Hauptlast graduierlich zugeführt werden, so daß sie keinen Stoß ausüben. Mit derFrom the above description of the operation of the hardness tester according to the invention it can be seen that the preload and the main load are gradually applied so that they do not give a shock. With the

ίο erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Vorlast und die Hauptlast, obwohl sie sanft zugeführt werden, so schnell zugeführt, daß nur eine kurze Zeit für den Ladezyklus und für den Entnahmezyklus erforderlich ist. Tatsächlich ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Zeit, die zur Erzeugung der Vorlast und der Hauptlast und zur Ablesung des Härtewertes des Prüflings benötigt wird, um fünfundachtzig Prozent gegenüber der Zeitdauer reduziert, die bei den bekannten Härteprüfgeräten erforderlich ist, die ebenfalls nach dem Verfahren mit dem zweifachen Eindruck arbeiten. Auf Grund dieses Merkmals ist das erfindungsgemäße Härteprüfgerät besonders gut für Untersuchungen mit hoher Geschwindigkeit geeignet.
Außer zur Härtemessung ist das Gerät in einzigartiger Weise zur vergleichenden Dickenmessung des zu prüfenden Materials geeignet. Zu diesem Zweck wird das Ausgangszeichen, das der Meßwertwandler bei der Stellung des zu prüfenden Materials unter der Wirkung der Vorlast abgibt, mit der Ausgangsspannung eines Vergleichskörpers in seiner Stellung unter der Wirkung der Vorlast verglichen, wodurch ein Vergleichswert der Dicke des zu prüfenden Materials bezüglich der Dicke des Vergleichsstücks erhalten wird. Diese Vergleichswerte erhält man in Form eines Spannungssignals, welches der Differenz zwischen der Ausgangsspannung des Meßwertwandlers bei der Stellung des zu prüfenden Materials unter der Vorlast und der Ausgangsspannung des Meßwertwandlers bei der Stellung des Vergleichsstückes unter der Wirkung der Hauptlast entspricht. Falls es jedoch erwünscht ist, können diese Spannungswerte in Standardeinheiten einer linearen Messung umgewandelt werden, damit man eine absolute Dickenmessung des zu prüfenden Materials erhält. Es ist zwar richtig, daß auf Grund möglichei Härteunterschiede zwischen dem zu prüfenden Materia und dem Vergleichsstück die Stellung des zu prüfender Materials bezüglich des Eindruckkörpers unter dei Wirkung der Vorlast keine wirklich lineare Funktion dei Dicke des Vergleichsstückes ist. Nichtsdestowenigei kann man mit dem erfindungsgemäßen Gerät einer relativ genauen Näherungswert für die Dicke des zi prüfenden Materials angeben. In den meisten Fällen, it denen die Dicke des zu prüfenden Materials gemessei werden muß, sind genaue Messungen nicht notwendig Selbstverständlich sind die mit dem erfindungsgemäßei Gerät durchgeführten Dickenmessung genau, wem das Vergleichsstück und das zu prüfende Material dl· gleichen Härtewerte haben.The device according to the invention, the preload and the main load, although they are gently supplied, supplied so quickly that only a short time is required for the loading cycle and for the removal cycle. In fact, with the device according to the invention, the time required to generate the preload and the main load and to read off the hardness value of the test object is reduced by eighty-five percent compared to the time required in the known hardness testers, which are also based on the method with the double impression work. Because of this feature, the hardness tester according to the invention is particularly well suited for high-speed examinations.
In addition to hardness measurement, the device is uniquely suited for comparative thickness measurement of the material to be tested. For this purpose, the output signal, which the transducer emits when the material to be tested is positioned under the effect of the preload, is compared with the output voltage of a reference body in its position under the effect of the preload Thickness of the comparative piece is obtained. These comparison values are obtained in the form of a voltage signal which corresponds to the difference between the output voltage of the transducer when the material to be tested is placed under the preload and the output voltage of the transducer when the comparator is placed under the effect of the main load. However, if desired, these stress values can be converted into standard units of a linear measurement to provide an absolute thickness measurement of the material under test. It is true that due to possible differences in hardness between the material to be tested and the comparison piece, the position of the material to be tested with respect to the indenter under the effect of the preload is not a really linear function of the thickness of the comparison piece. Nonetheless, the device according to the invention can give a relatively precise approximation of the thickness of the material to be tested. In most cases in which the thickness of the material to be tested has to be measured, exact measurements are not necessary. Of course, the thickness measurements carried out with the device according to the invention are exactly who the comparison piece and the material to be tested have the same hardness values.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims

21 U 938 claims:

1. Hardness tester for measuring the Hn ^r! e of a material according to the preload method Jem two impressions of different depths are produced on a test object, the dimensions of which are measured, with a frame, a child ring body, a holder for the test object, a fluid-operated drive device for moving the indenter to the test object against each other and a device for Measurement of the relative movement of the test specimen to the indenter, characterized in that the indenter (3, 4) can be moved and fixed locally via a frame part (5) in the frame (10) and the test specimen (20) via the drive device Jung with a bellows (15), with a base plate (35) and support feet (37) are arranged on a flange body (36) so as to be movable against the penetration body (3).

2. Hardness tester according to claim 1, characterized in that there is a fluid for the drive device Air is provided.

3. Härteprüfgeriit according to claims 1 and 2, characterized in that the device for Measurement of the penetration depth has a transducer (59), the fixed part of which is on the one hand on the penetration body and its movable part (62), on the other hand, attached to the drive device are or vice versa.

4. Harteprüfgerat according to claims 1 to 3, characterized in that control devices (51, 52, 53, 54) are provided which press the test object (20) against the indenting body (3) Pressure in lines (43) for fluid supply at a first pressure value corresponding to the preload and at a second, the main load respond to the corresponding pressure value, and that the transducer (59) of switching devices (55, 56) for the delivery of a first, the relative position of the test object (20) to the indenter (3) under the Short-term signal indicating preload when the control device responds to the first Pressure value and for the delivery of a second, the relative position of the test object (20) to the indenter (3) Brief signal under the main load when responding to the second Pressure value can be actuated.

5. Hardness tester according to claims 1 to 4, characterized in that the control device contains two parallel branches for pressure control, so that in each of these branches a pressure regulator (51, 53) and a shut-off valve (52, 54) are arranged, and that the switching device comprises two switches of which one switch (55) closes one shut-off valve (52) when the first pressure regulator (51) indicates the first pressure value, and the opening of this shut-off valve (52) controls when the second Pressure regulator (53) indicates the second pressure value, and of which the other switch (56) opens of the other shut-off valve (54) when the first pressure regulator indicates the first pressure value, and that Closing this shut-off valve (54) controls when the second pressure regulator (52) the / wide Druckwen indicates.

b. Hardness tester according to claims 1 to ">, characterized by a selectively operating circuit (64) associated with the first and second Signals is fed and generates a signal indicative of the difference between these signals.

7. Hardness tester according to claims 1 to 6, characterized in that the test piece (20) the holder (13) can be fastened, which is mounted on an air bearing (14), the compressed air of which at the same time serves to actuate the drive device.