DE2340610C3 - Materialhärteprüfgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Materialhärteprüfgerät mit einem sich durch ein Gehäuse erstreckenden Druckstempel, auf den eine Vorkraftfeder zum Aufbringen einer vorbestimmten ersten axialen Vorkraft einwirkt und dem eine Betätigungseinrichtung zum Aufbringen einer zweiten höheren axialen Prüfkraft zugeordnet ist.

Mit einem derartigen Prüfgerät, das aus der US-PS 491 bereits bekannt ist, wird die Härte von Werkstoffen dadurch ermittelt, daß die Eindringtiefe des Druckstempels in den Prüfling bei Belastung sowohl mit einer geringeren Belastung (Vorkraft) wie mit einer höheren Belastung (Prüfkraft) festgestellt wird, worauf aus den beiden Ablesungen anhand einer Rockwell-Härtetabelle die Werkstoffhärte bestimmt wird. Dabei wird üblicherweise mit einer Vorkraft von 10 kp gearbeitet, bei besonders dünnen Prüflingen jedoch mit einer Vorkraft von nur 3 kp.

Da das bekannte Prüfgerät entsprechend der Auslegung seiner einzigen Vorkraftfeder mit einer Vorkraft von entweder 10 kp oder aber 3 kp arbeitet, werden im allgemeinen zwei Prüfgeräte benötigt, um die anfallenden llartebcstimmungen durchführen zu können, /war ist hei dem bekannten Prüfgerät eine zweite Feder vorgesehen, die durch Betätigung eines Exzenters entweder arretiert oder aber zur Einwirkung auf den Druckstempel freigegeben werden kann, diese Feder dient jedoch dem Aufbringen der höheren Prüfkraft und ermöglicht keine wahlweise Änderung der Vorkraft.

Es ist zwar bekannt, ein Härteprüfgerät, das mit dem Gewicht seiner Zustell-Hebelvorrichtung für eine Vorkraft von 3 kp ausgelegt ist, durch äußeres Anbringen von zusätzlichen Gewichten auf eine Vorkraft von 10 kp umzurüsten, jedoch besteht hierbei die Gefahr, daß durch Krafteinwirkung auf die Zustellhebelvorrichtung deren Funktion beeinträchtigt und dadurch die Vorkrafi ungenau wird, was zu Fehlern bei der Härtebestimmung führt Außerdem lassen sich die mit nur einer Vorkraft arbeitenden Härteprüfgeräte nur mit hohem Aufwand so umbauen, daß sie in der vorgenannten Weise mit zwei verschiedenen Vorkräften betrieben werden können.

Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein Härteprüfgerät der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß es bei einfacher Bedienung wahlweise mit zwei verschiedenen Vorkräften von exakt vorgegebener Größe betrieben werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß neben der auf den Druckstempel einwirkenden Vorkraftfeder eine .gleichsinnig wirkende zusätzliche Vorkraftfeder vorgesehen ist, der eine Einstellvorrichtung zum wahlweisen Entlasten des Druckstempels nur von der zusätzlichen Vorkraftfeder zugeordnet ist.

Bei dieser Ausbildung wird die erste Vorkrafl wie beim bekannten Gerät von der ersten Vorkraftfeder aufgebracht, während die höhere Vorkraft durch die gemeinsame Einwirkung der ersten Vorkraftfeder und der zusätzlichen Vorkraftfeder auf den Druckstempel erzielt wird, wobei die Umschaltung zwischen den beiden Vorkräften in Anpassung an den jeweiligen Prüfling mittels der Einstellvorrichtung erfolgt. Das Aufbringen der Prüfkraft für die Zweitmessung kann in irgendeiner bekannten Weise erfolgen. Die erfindungsgemäße Ausbildung erweist sich als einfach in der Herstellung wie in der Bedienung und arbeitet zuverlässig. Bekannte Härteprüfgeräte lassen sich auf einfache Weise zu einem erfindungsgemäßen Gerät umbauen.

Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung nachfolgend anhand einer scherr.atischen Zeichnung erläutert, die das Härteprüfgerät im wesentlichen in einem Axialschnitt zeigt.

Das Härteprüfgerät weist ein Gehäuse 1 auf, durch daj sich ein Drucksiempel 2 erstreckt. Das Gehäuse 1 besteht aus einem hülsenförmigen oberen Teil 3 und einem einstückig damit verbundenen hülsenförmigen unteren Teil 4, in dessen unteres Ende eine Scheibe 5 eingeschraubt ist, die mittels einer Madenschraube 5' fixiert ist. Das Gehäuse 1 umschließt einen Hohlraum 6. In der Scheibe 5 ist eine zentrale Bohrung 7 ausgebildet.

Der Druckstempel 2 weist eine sich durch den Hohlraum 6 erstreckende Stange 8 auf. Am unteren Ende des Druckstempels 2 ist ein Eindringkörper 9 befestigt, der unter Einwirkung der Vorkraft bzw. Prüfkraft mehr oder weniger tief in den nicht dargestellten Prüfling eindringt. Die Stange 8 ist mit einer radialen Erweiterung 10 verschen, die innerhalb des unteren Gchäusetcils 4 angeordnet ist. Wie dargestellt ist diese radiale Erweiterung 10 an einer keilförmigen Anlagcflachc Il abstützbar, die den

oberen Teil der Scheibenbohrung 7 bildet.

Auf der Stange 8 ist oberhalb der radialen Erweiterung 10 ein Abstützring 12 axial verschiebbar gelagert. Das obere Ende des Abstützrings 12 bildet eine vorspringende Schulter, an der sich das obere Ende einer ersten Vorkraftfeder 13 abstützt, deren unteres Ende an einer Schulter der radialen Druckstempelerweiterung 10 anliegt.

Auf der Stange 8 ist ferner ein Schneidenlager 14 axial verschiebbar gelagert, das normalerweise auf dem Abstützring 12 aufliegt. Am oberen Ende des Schneidenlagers 14 greift eine Zustellhebelvorrichtung 15 an, die zum Aufbringen der Prüfkräfte auf den Druckstempel 2 benutzt wird.

Der bisher beschriebene Aufbau des Härteprüfgerätes entspricht der herkömmlichen Ausbildung. Dabei wird der Prüfling, dessen Werkstoffhärte ermittelt werden soll, nach oben zugestellt und in Eingriff mit dem Eindringkörper 9 gebracht. Dadurch wird der Druckstempel 2 von der Anlagefläche If der Scheibe 5 abgehoben. Die Zustellbewegung des Prüfling* wird ™ eine vorgegebene Strecke fortgesetzt, so daß der Prüfling mit einer von der ersten Vorkrafifeder 13 ausgeübten Vorkraft belastet wird, die dadurch entsteht, daß sich die Vorkraftfeder 13 am Abstützring 12 abstützt, der seinerseits durch das Schneidenlager 14 und die Zustellhebelvorrichtung 15 an einer axialen Verlagerung gehindert ist.

Nach der Belastung des Prüflings mit der Vorkraft wird die Zustellhebelvorrichtung 15 geschwenkt, so daß das Schneidenlager 14 und der Abstützring 12 nach unten gedrückt werden. Sobald die untere Stirnseite 16 des Abstützrings 12 an der oberen Stirnseite der radialen Druckstempelerweiterung 10 zur Anlage kommt, wird der Druckstempel 2 niedergedrückt. Diese Bewegung wird fortgesetzt, bis die vorgesehene Prüfkraft erreicht ist. Die bei dieser Prüfkraft festgestellte Eindringtiefe sowie die bei der anfänglich aufgebrachten Vorkraft festgestellte Eindringtiefe ermöglichen in Verbindung mit einer entsprechenden Rockwell-Härtetabelle die Bestimmung der Werkstoffhärte.

Die erste Vorkraftfeder 13 erzeugt eine Vorkraft von 3 kp, die für die Härtemessung bei dünnen schichtförmigen Prüflingen geeignet ist. Wie dlrgestellt ist eine zusätzliche Vorkraftfeder 18 vorgesehen, die gleichsinnig wie die erste Vorkraftfeder 13 zu wirken vermag und auf eine Vorkraft von / kp ausgelegt ist, so daß sich bei gleichzeitiger Einwirkung der ersten Vorkraftfeder 13 und der zusätzlichen Vorkraftfeder 18 eine zusammengesetzte Vorkraft von 10 kp ergibt, die zur Härtemessung bei dickeren Prüflingen geeignet ist.

Die von der zusätzlicnen Vorkrafifeder 18 ausgehende Belastung läßt sich mittels einer Einstellvorrichtung 19 eliminieren. Diese Einstellvorrichtung 19 umfaßt eine

ί Ringscheibe 20, die lose an einer der Anlagefläche 11 der Scheibe 5 abgewandten oberen Anlagefläche 21 anliegt. Die zusätzliche Vorkraftfeder 18 stützt sich mit ihrem unteren Ende an dieser Ringscheibe 20 und mit ihrem oberen Ende an einer Gehäusefläche 22 ab. Dabei

iij ist die zusätzliche Vorkraftfeder 18 eingespannt, also auf Druck beansprucht.

Die Einstellvorrichtung 19 weist ferner eine Hutmutter 23 auf, die von unten auf das untere Gehäuseteil 4 aufgeschraubt ist und eine auf die Bohrung 7

γι ausgerichtete Durchtrittsbohrung 24 für den Druckstempel 2 aufweist. Drei bolzenförmige Mitnehmer 25 sind um die Achse des Druckstempels 2 verteilt zwischen der Innenseite des Bodens der Hutmutter 23 und der Urnerseite der Ringscheibe 20 angeordnet. Die

.'υ Mitnehmer 25 erstrecken sich durcl. bohrungen 26 in der Scheibe 5 radial außerhalb der Druck^tempelerweiterung 10, über die auch die Ringscheibe 20 radial nach außen hinausragt.

In der Zeichnung ist die Betriebsste'lung dargestellt,

_>■; in der C¹^s Härteprüfgerät mit einer Vorkraft von 3 kp arbeitet, also nur die erste Vorkraftfeder 13 wirksam wird. Zur Erhöhung der Vorkraft wird die Hutmutter 23 durch entsprechendes Drehen gegenüber d>:m Gehäuse 1 nach unten verstellt, so daß sich die Ringscheibe 20 an

j» die Fläche 21 der Druckstempelerweiterung 10 anlegt und dann die Mitnehmer 25 sich nach unten von der Ringscheibe 20 abheben, so daß beide Vorkraftfedern 13 und 18 auf den Druckstempel 2 einwirken. Durch Drehen der Hutmutter 23 in der entgegengesetzten

i) Richtung kann wieder die gezeichnete Ausgangslage hergestellt werden, in der nur die erste Vorkraftfeder 13 wirksam ist. Die Axialbewegung der Hutmutter 23 über den gesamten Verstellbereich wird mit einer Drehung der Hutmutter 23 um nur etwa 90° erreicht. Zur

v) Begrenzung dieser Drehbewegung bzw. des Verstelibereicns ragt vorn Gewindeabschnitt der Einstellmutter 23 ein Anschlagstift 27 hoch, der in einen sich über 90° erstreckenden kreisbogenförmigen Schlitz eingreift, der in einer Außenhülse 28 vorgesehen ist, di** auf das obere

i", Ende des unteren Gehäuseteils 4 aufgeschoben ist und mittels einer Madenschraube 29 festgesetzt ist.

Am Gehäuse 1 ist ein Außengewinde 30 vorgesehen, mit dem sich das dargestellte Gerät anstelle des in herkömmlicher Weise ausgebildeten Druckstempels in

vi ein bekanntes Rocktvell-Härteprüfgerät einschrauben läßt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Materialhärteprüfgerät mit einem sich durch ein Gehäuse erstreckenden Druckstempel, auf den eine Vorkraftfeder zum Aufbringen einer vorbestimmten ersten axialen Vorkraft einwirkt und dem eine Betätigungseinrichtung zum Aufbringen einer zweiten höheren axialen Prüfkraft zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß neben der auf den Druckstempel (2) einwirkenden Vorkraftfeder (13) eine gleichsinnig wirkende zusätzliche Vorkraftfeder (18) vorgesehen ist, der eine Einstellvorrichtung (19) zum wahlweisen Entlasten des Druckstempels (2) nur von der zusätzlichen Vorkraftfeder (18) zugeordnet ist

2. Materialhärteprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Vorkraftfeder (18) über eine den Druckstempel (2) umschließende Ringscheibe (20) an einer radialen Erweiterung (10) des Druckstempels (2) angreift und M die Einstellvorrichtung (19) zum axialen Abheben der Ringscheibe (20) von der Druckstempelerweiterung (10) ausgebildet ist.

3. Materialhärteprüfgerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzliche Vorkraftfeder (18) axial zwischen der Ringscheibe (20) und einer Gehäusefläche (22) eingespannt ist.

4. Materialhärteprüfgerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellvorrichtung (19) eine verstellbar auf das Gehäuse (1) aufgeschraubte, ;._me eine Stirnseite übergreifende Hutmutter (23) mit eine-· Durch'rittsbohrung (24) für den Druckstempel (2) und mit Mitnehmern (25) für die Ringscheibe (20) ist.

5. Materialhärteprüfgerät nach Anspruch 4, )> dadurch gekennzeichnet, daß die Ringscheibe (20) radial über die Druckstempelerweiterung (10) vorragt und die Mitnehmer (25) um die Druckstempelerweiterung verteilt angeordnete Axialbolzen sind.