DE2340610A1 - Material-haertepruefgeraet - Google Patents

Description

Material-Härteprüfgerät

Die Erfindung betrifft ein Material-Härteprüfgerät mit einem Gehäuse, einem im Gehäuse verschieblich angeordneten Druckstempel und einer mit diesem betriebsmäßig verbundenen ersten Feder, mit der sich der Druckstempel mit einer ersten vorbestimmten Federkraft axial in einer Richtung belasten läßt.

Im herkömmlichen, zur Ermittlung der Härte von Werkstoffen benutzten Rockwell-Härteprüfgerät wird der im Prüfgerät aufgenommene Prüfling zuerst mit einer geringeren Last (Vorkraft) belastet. Die mit dieser Vorkraft erzielte Eindringtiefe wird abgelesen und das Prüfgerät sodann mit einer größeren Last (Prüfkraft) belastet. Nach Aufheben der Prüfkraft wird zum Vergleich mit der ersten Ablesung eine erneute Ablesung vorgenommen. Die Härte des Werkstoffes kann dann unter Verwendung normaler Rockwell-Härtetabellen bestimmt werden. Die beim. Prüfen von Prüflingen beträchtlicher Dicke im Rockwell-Härteprüfgerät aufgebrachte Vorlast beträgt üblicherweise 10 kp,

Zum Messen der Härte recht dünner Prüflinge wird das gleiche Verfahren wie eben beschrieben angewendet. Jedoch beträgt die

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mit dem Härteprüfgerät aufgebrachte Vorkraft gewöhnlich nur 3 kp. Zum Bestimmen der Werkstoffhärte dienen Rockwell-Härtetabellen für dünne Schichten (Rockwell superficial scales), Sehr häufig sind zum Prüfen von Werkstoffen, bei denen verschiedene Rockwell-Härtetabellen zur Anwendung kommen, gesonderte Prüfgeräte erforderlich, da in die Prüfgeräte Federvorrichtungen eingebaut sind, die die Belastung nur mit einer speziellen Vorkraft ermöglichen.

Es sind Vielzweck-Härteprüfgeräte gebaut worden, mit denen sich Vorkräfte von entweder 3 oder 10 kp aufbringen lassen. Bei Härteprüfgeräten dieses Typs wird zur Erzielung einer Vorlast von 3 kp das Gewicht der Zustell-Hebelvorri.chtung ausgenutzt, während sich die Vorkraft 10 kp aus außen angebrachten zusätzlichen Gewichten ergibt. Die Hauptschwierigkeit bei diesem Vorrichtungstyp liegt darin, daß die Vorlast ungenau wird, wenn die Punktion der Zustell-Hebelvorrichtung durch irgendeine Kraft behindert wird. Aus diesem Grund müssen derartige Vorrichtungen so ausgebildet sein, daß die Vorkräfte ohne Störung der Zustell-Hebelvorrichtung aufgebracht werden können. Hierzu wiederum sind beträchtliche Änderungen erforderlich, um ein normales Härteprüfgerät so umzubauen, daß· sich verschiedene Vorkräfte aufbringen lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Material-Härteprüfgerät mit einer Vorkraft-Belastungsvorrichtung zu schaffen, mit der sich das Prüfgerät mit zwei verschiedenen Vorkräften belasten läßt.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch einfaches Austauschen des zur normalen Ausrüstung gehörenden Druckstempels gegen einen modifizierten Druckstempel ein normales Rockwell-Härteprüfgerät in ein Vielzweck-Härteprüfgerät umwandelbar ist. Bas verbesserte Härteprüfgerät weist im wesentlichen zwei gesonderte Pedervorrichtungen für die Belastung des DruckStempels auf. Die eine der ?edern belastet

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den Druckstempel des Prüfgerätes mit einer Vorkraft von 3 kp, die von der zweiten Feder um 7 kp auf eine Belastung von 10 kp erhöht wird. Mit einer Einstellvorrichtung ist das System bei Bedarf von der 7 kp-Federkraft entlastbar. Das erfindungsgemäß verbesserte Härteprüfgerät bietet den Vorteil der Normierungsmöglichkeit. Durch einfaches Austauschen des Druckstempels ist ein normales Härteprüfgerät in ein Vielzweck-Härteprüfgerät umwandelbar. Spezielle Gußteile, Hebelarme, Vorrichtungen oder andere Teile sind nicht mehr erforderlich. Außerdem ist das verbesserte Härteprüfgerät nach der Erfindung einfach und leicht zu warten.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einer schematischen Zeichnung eines Ausführungsbeispiels mit weiteren Einzelheiten erläutert. Die Zeichnung zeige in Querschnittsansicht den erfindungsgemäß ausgebildeten Druckstempel eines Härteprüfgerätes.

Das in der Zeichnung dargestellte Material-Härteprüfgerät weist im wesentlichen ein Gehäuse 1 und einen innen angeordneten Druckstempel 2 auf. Das Gehäuse besteht aus einer Hülse 3 mit einem erweiterten unteren Teil 4, in dessen unteres Ende eine Scheibe 5 eingeschraubt ist, die von einer Klemmschraube 5' in Lage gehalten ist. Das Gehäuse weist an seinem oberen und unteren Ende jeweils eine Aussparung 6 bzw. 7 auf, wobei die untere Aussparung in der Scheibe 5 ausgebildet ist.

Der Druckstempel 2 besitzt eine im Gehäuse verschieblich angeordnete und die sich gegenüberliegenden Aussparungen 6 und 7 durchdringende Druck stempel stange 8. Am unteren Ende des Druckstempels ist ein Eindringkörper 9 befestigt. Die Druckstempelstange weist einen im Innern des Gehäuses angeordneten erweiterten Zwischenteil 10 auf, der an einer an der Scheibe 5 nahe der unteren Aussparung 7 ausgebildeten Anlagefläche 11 .abstützbar ist.

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Oberhalb des erweiterten Teils der Druckstempelstange ist an dieser lose ein Abstützring 12 aufgenommen, der relativ zur Druckstempelstange in axialer Richtung verschieblich ist. Wie in der Zeichnung zu erkennen, ist das obere Ende des Abstützringes erweitert. Zwischen diesem erweiterten Ende und dem erweiterten Teil der Druckstempelstange ist eine erste Druckfeder 13 angeordnet.

Ein an der- Druckstempelstange ebenfalls verschieblich aufgenommenes Schneidenlager 14 ist oberhalb des Abstützringes angeordnet und ruht normalerweise an diesem auf. Das obere Ende des Schneidenlagers greift an einer herkömmlich ausgebildeten Zustell-Hebelvorrichtung 15 des Härteprüfgerätes an, die zum Aufbringen der Prüfkräfte benutzt wird.

Der soweit beschriebene Aufbau des Härteprüfgerätes entspricht der herkömmlichen Ausbildung und arbeitet in der folgenden Weise, Der Prüfling, dessen Härte ermittelt werden soll, wird nach oben zugestellt und in Eingriff mit dem Eindringkörper 9 gebracht. Dadurch wird die Druck st empelstange von der Anlagefläche 11 abgehoben. Die nach oben gerichtete Zustellbewegung, wird mit einem vorgeschriebenen Weg fortgesetzt, um das Prüfgerät mit der Federkraft der Druckfeder 13 zu belasten. Diese Federkraftbelastung kommt dadurch zustande, daß sich die Druckfeder 13 am Abstützring 12 abstützt, der seinerseits durch das am Abstützring und an dem darüberliegenden Hebel 15 angreifende Schneidenlager 14 gegen Axialbewegung festgehalten ist,

Säen Belastung des Prüflings mit der Vorkraft wird der Hebel geschwenkt, um 4as Schneidenlager und den Abstützring nach unten zu drängen* Sobald das untere Ende 16 des Abstützringes zur Anlage an einer Oberseite 17 des erweiterten Teils 10 der Druck stempelstange kommt, wird durch weiteres Niederdrücken des Hebelarmes der Drucketempel nach unten bewegt. Diese Bewegung wird so lange fortgesetzt, bis die Prüfkraft erreicnt

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ist. Sodann wird die Prüfkraft aufgehoben und die bei der anfänglichen Aufbringung der Vorkraft und bei der Belastung mit der Prüfkraft vorgenommenen Ablesungen anhand der ent-· sprechenden Rockwell-Härtetabellen miteinander verglichen, um die Werkstoffhärte zu bestimmen.

Erfindungsgemäß erzeugt die Druckfeder 13 eine Vorkraft von 3 kp, die für die Härtemessung an Dünnschicht-Prüflingen geeignet ist. Zusätzlich zur Druckfeder 13 ist eine zweite Druckfeder 18 vorgesehen, die das Prüfgerät betriebsmäßig mit 7 kp belastet. Zusammen mit der 3 kp-Belastung durch die Druckfeder 13 ergibt sich eine kombinierte Vorlast von 10 kp, die zur Härtemessung dickerer Prüflinge geeignet ist.

Die von der zweiten Druckfeder 18 erzeugte Belastung läßt sich bei Bedarf aus dem System herausnehmen. Diesem Zweck dient eine in ihrer Gesamtheit mit 19 bezeichnete Einstellvorrichtung, zu der eine Ringscheibe 20 gehört, welche an der der Aussparung 7 des Gehäuses abgewandten Seite des erweiterten Teils 10 der DruckStempelstange, nämlich an einer oberen Fläche 21, aufruht.

Die zweite Druckfeder 18 stützt sich mit einem Ende an der Oberseite der Ringscheibe 20 und am anderen Ende an einer im Gehäuse ausgebildeten Anlageflache 22 ab, welche, wie aus der Zeichnung zu erkennen, an der dem erweiterten Teil 1o der Druckstempelstange abgewandten Seite der Ringscheibe 20 angeordnet ist. Der Abstand zwischen der Ringscheibe 20 und der Anlagefläche 22 ist so gewählt, daß die Druckfeder 18 auf Druck beansprucht ist.

Die Einstellvorrichtung für das wahlweise Zuschalten der zweiten Druckfeder in das Belastungssystem weist weiterhin eine Einstellmutter 23 auf, die auf den unteren'Gehäuseteil 4 aufgeschraubt ist und die untere Gehäuseaussparung 7 überdeckt. Die Einstellmutter weist eine eigene, mit der Aussparung 7 in

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Deckung stehende Aussparung 24 auf, durch die die Druckstempelstange 8 hindurchdringen kann. Durch Drehen in der einen oder der anderen Richtung läßt sich die Einstellmutter axial zur Druckstempelstange verstellen.

Zwisclm der Einstellmutter und der Ringscheibe ist eine Mitnehmervorrichtung in' Gestalt einer Mehrzahl von Verstellbolzen 25 angeordnet. Um die Druckstempelstange herum sind Bit gleichmäßigem Zwischenabstand drei Verstellbolzen angeordnet, von denen in der. Zeichnung nur einer gezeigt ist. Jeder der Verstellbolzen ist am unteren Ende an der Einstellmutter abgestützt und greift mit seinem oberen Ende an der Unterseite der Ringscheibe 20 an. Um diesen Eingriff mit der Ringscheibe zustande zu bringen, ist diese so ausgebildet, daß sie seitlich über den erweiterten Teil 10 der Druckstempelstange hinausreicht. Die Verstellbolzen sind in Aussparungen 26 der Scheibe 5 aufgenommen.

In der in der Zeichnung dargestellten Stellung der Bauteile ist das Härteprüf gerät auf eine Vorkraft von 3 kp eingestellt, wobei im Belastungssystem nur die Druckfeder 13 wirksam ist. Soll die Belastung um die 7 kp der Druckfeder 18 erhöht werden, wird die Einstellmutter am unteren Gehäuseteil 4 nach unten gedreht. Dadurch werden die Verstellbolzen 25 nach unten verstellt, so daß sich die Ringscheibe bis zur Anlage an der Fläche 21 des erweiterten Teils 10 der Druck Stempelstange absenken kann. Durch weiteres Drehen werden die Verstellbolzen nach unten außer Eingriff mit der Ringscheibe gebracht und auf diese Weise die betriebsmäßige Verbindung der Druckfeder 18* mit dem Belastungssystem hergestellt, so daß sich deren Kraft der Federkraft der Druckfeder 13 zuaddiert. Durch Dvehen der Einstellmutter in der Gegenrichtung werden die Bauteile des Systems in die in der Zeichnung dargestellten Stellungen zurückgeführt, in denen nur die Druckfeder 13 wirksam ist.

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Der volle Verstellbereich ist mit einer Drehung der Einstellmutter um nur etwa 90 Grad abgedeckt. Zur Begrenzung der Drehbewegung &r Einstellmutter ist an ihrem oberen Ende ein Anschlagstift 27 befestigt, der in einen in e,inem Gehäuseteil ausgebildeten Schlitz eindringt, dessen länge 90 Grad beträgt. Das Gehäuseteil 28. ist am unteren Gehäuseteil 4 mit einer Klemmschraube 29 gehalten.

Die gesamte in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung ist im herkömmlichen Rockwell-Härteprüfgerät anstelle des herkömmlich ausgebildeten Druckstempels verwendbar» Zu diesem Zweck ist das Gehäuse 1 nit einem Gewinde 30 versehen, so daß sich der Einbau in das Prüfgerät in der gleichen Weise wie beim herkömmlichen Druckstempel vornehmen läßt.

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Claims (6)

ANSPRÜCHE

1.J Material-Härteprüfgerät mit einem Gehäuse, einem im iehäuse verschieblich angeordneten Druckstempel und einer mit diesem betriebsmäßig verbundenen ersten Feder, mit der sich der Druckstempel mit einer ersten vorbestimmten Federkraft axial in einer Richtung belasten läßt, dadurch g e k e η η zeichnet, daß mit der Druckstempelstange (8) betriebsmäßig eine zweite Feder (18) verbindbar ist, um die Druckstempelstange (8) mit einer zweiten vorbestimmten Federkraft axial in der einen Richtung zu belasten, und daß die betriebsmäßige Verbindung der zweiten Feder (18) mit der Druckstempelstange (8) mit einer Einstellvorrichtung (19) bei Bedarf lösbar ist, um die DruckStempelstange (8) bei Bedarf nur mit der Kraft der ersten Feder (13) oder mit den zusammengefaßten Kräften beider Federn (13,18) belasten zu können.

2. Material-Härteprüfgerät mit einem Gehäuse, einem durch an entgegengesetzten Gehäuseenden ausgebildete Aussparungen hindurchragenden Druckstempel mit einem im Gehäuse untergebrachten erweiterten Teil, einem nahe einer dieser Aussparungen angeordneten Anlageglied, an dem der erweiterte Druckstempelteil zur Begrenzung der Axialbewegung des Druckstempels in einer Richtung durch diese Aussparung abstützbar ist, und mit einer ersten, am erweiterten Druckstempelteil angreifenden Feder, mit der sich der Druckstempel mit einer ersten vorbestimmten Federkraft axial in der einen Richtung belasten läßt, dadurch gekennzeichnet, daß am erweiterten Teil (10) der Druckstempelstange (8) eine zweite Feder (18)

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angreift, um die DruckStempelstange (8) mit einer zweiten vorbestimmten Federkraft axial in der einen Richtung zu belasten, und daß die zweite Feder (18) mit einer Einstellvorrichtung (19) bei Bedarf aus dem Eingriff mit dem erweiterten Teil (10) der Druckstempelstange (8) herausnehmbar ist, um diese bei Bedarf nur mit der Kraft der· ersten Feder (13) oder mit den zusammengefaßten Kräften beider Federn (13,18) belasten zu können.

3. Material-Harteprüfgerät nach'Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellvorrichtung (19) eine am erweiterten Teil (10) der Drueket'emRelstange (8) an der der einen Gehäuseaussparung (7) entgegengesetzten Seite aufruhende Ringscheibe (20), weiterhin eine Oberseite (17) der Ringscheibe (20), an der sich die zweite Feder (18) mit einem Ende abstützt, um die Druckstempelstange (8) mit der zweiten Federkraft zu belasten, sowie eine verstellbare Vorrichtung (23»25) gehören, mit der die Ringscheibe (20) bei Bedarf vom erweiterten Teil (10) der Druckstempelstange (8) abhebbar ist, um die Druckstempelstange (8) von der zweiten Federkraft zu entlasten.

4. Material-Härteprüfgerät nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß zur Einstellvorrichtung (19) weiterhin eine Anlagefläche (22) gehört, an der das andere Ende der zweiten Feder (18) an der dem erweiterten Teil (10) der Druckstempelstange (8) abgewandten Seite der Ringscheibe (20) gegen das Gehäuse (1) abgestützt ist, so daß die Feder (18) zwischen Anlagefläche (22) und Ringscheibe (20) zusammengedrückt bleibt.

5. Material-Härteprüfgerät nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Vorrichtung (23,25) zusammengesetzt ist aus einer auf das Gehäuse (1) aufgeschraubten, die eine Aussparung (7) abdeckenden und in axialer Richtung entlang der Druck st empelstange (8) verstellbarer..

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riinstellinutter (23) mit einer Aussparung (24)» die sich mit der einen, von der Druckstempelstange (8) durchdrungenen Aussparung (7) deckt, sowie aus an der Einstellmutter (23) abgestützten und zwischen dieser und der Ringscheibe (20) angeordneten Mitnehmern (25), mit denen die Ringscheibe (20) bei schraubender Verstellung der Einstellmutter (23) entlang des Gehäuses (1) vom erweiterten Teil (10) der Druckstempelstange (8) abhebbar ist.

6. Material-Härteprüfgerät nach Anspruch 5> dadurch gele ennzeichnet, daß die Ringscheibe (20) seitlich über den erweiterten Teil (10) der DruckStempelstange (8) hinausreicht, und daß die Mitnehmer (25) Verstellbolzen sind, die an der der einen Aussparung (7) zugewandten Seite und seitlich außerhalb des erweiterten Teils (10) der Druckstempelstange (8) an der Ringscheibe (20) angreifen.

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