DE2452880C2

DE2452880C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Härteprüfung von Werkstücken

Info

Publication number: DE2452880C2
Application number: DE2452880A
Authority: DE
Inventors: Marco Dipl.-Ing. Zürich Brandestini; Dietmar Dipl.-Ing. Leeb
Original assignee: Proceq SA
Current assignee: Proceq SA
Priority date: 1974-11-07
Filing date: 1974-11-07
Publication date: 1986-01-02
Also published as: DE2452880A1; SE418421B; NL7512714A; BE835263A; NL188961B; DK499475A; JPS5192673A; NL188961C; JPH0120370B2; DK152311B; CS222221B2; CH596550A5; FR2290660A1; GB1485218A; ES457368A1; CA1050784A; FR2290660B1; SU971119A3; SE7512411L; AU8642775A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Härteprüfung von Werkstücken, in welchem ein Eindringkörper zum Zusammenstoß mit dem zu prüfenden Werkstück gebracht wird, sowie eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung.

Bei einer solchen Härteprüfung wird zum Beispiel eine Prüfspitze durch die Wirkung ρ^:-ner bewegten Masse gegen den zu prüfenden Werkstoff gestoßen. Die vor dem Stoß bewegte Masse, die eine beliebige Geometrie aufweisen und aus beliebigen Werkstoffen zusammengesetzt sein kann, soll in der nachfolgenden Beschreibung kurz als Eindringkörper bezeichnet werden. Eindringkörper und Prüfspitze können miteinander einen einzigen Teil bilden oder auch aus getrennten und relativ zueinander beweglichen Teilen bestehen. Die Prüfspitze kann z. B. aus einer Kugel, einem teilkugeligen Stift oder Bolzen oder einer mit einem Bolzen verbundenen Kugel oder dergleichen bestehen.

so Zur Bestimmung der Härte von Werkstoffen werden neben den bekannten statischen oder sog. Eindringverfahren nach Brinell, Vickers und Rockwell in vielen Fällen auch dynamische Prüfverfahren angewendet Sie beruhen darauf, daß die Prüfspitze durch Stoß- oder Schlagwirkung mit dem zu prüfenden Werkstoff in Berührung gebracht wird, wobei je nach Verfahren entweder die bleibende Verformung im Werkstoff oder die Stoßkraft zwischen Prüfspitze und Werkstoff oder die Stoßdauer oder auch die potentielle Restenergie eines

6ö Eindringkörpers mit Prüfspitze nach dessen Rückprall vom Werkstoff ein Maß für die Härte bildet Die Energie der Stoß- oder Schlagwirkung wird jedoch bei allen dynamischen Prüfverfahren stets so groß gewählt daß durch die Berührung der Prüfspitze mit dem Werkstoff in diesem bleibende Verformungen auftreten.

Aus der DE-PS 7 50 779 ist es bereits bekannt, die Tiefe des Eindringens des Eindringkörpers direkt zu messen. Mit dem Eindringkörper ist zu diesem Zweck

m ·ν\ _ c · s\

ein Eisenkörper verbunden, der zwischen zwei Magnetspulen liegt. Je nach der Verschiebung des Eindringkörpers, und somit auch des Eisenkörpers, wird der magnetische FUiS in den Spulen geändert

Bei dem Verfahren gemäß DE-PS 2159 503 wird aus der Dauer des Stoßvorganges zwischen Prüfkörper und Prüfling auf die Härte eine? Werkstoffes geschlossen. Die Messung der Zeitdauer als Maß für die Härte ist nur für solche Werkstoffe anwendbar, bei denen der Elastizitätsmodul mit zunehmender Härte ebenfalls zunimmt, wie z. B. bei verschiedenen Betonarten. Für alle metallischen Werkstoffe jedoch, bei denen der Elastizitätsmodul innerhalb einer Werkstoffgruppe, z. B. für alle Stähle, von der Härte unabhängig ist, weist die Zeitdauer eine zu geringe Ansprechbarkeit auf Härteunterschiede auf, so daß sie für Stähle, die schließlich das Hauptanwendungsgebiet des vorliegenden Verfahrens bilden, kein brauchbares Maß für die Härte ist

Weiterhin ist es bei der aus DE-PS 2159 503 bekannten Vorrichtung nachteilig, daß die elektrischen Schaltkontakte zur Betätigung des Zeitmeßgerätes aus den am Stoß beteiligten Berührungsflächen von Stiilagelement und Aufprallelement gebildet werden. Diese Schaltkontakte werden nämlich während des Schaltvorganges gleichzeitig durch die beim Stoß auftretenden 2s sehr hohen Stoßkräfte beansprucht Dabei ist die Bildung von Hammerschlag an den Kontaktstellen praktisch unvermeidlich. Eine Verschmutzung der Kontaktstellen tritt auch noch durch den Abrieb auf, der in den Führungsflächen zwischen Schlagelement und dessen Führungsstange entsteht Da die Wegdifferenzen zwischen Schlagelement und Aufprallelement (zwischen erstem und zweitem Zusammenprall) beim Schalten selbst m äußerst klein sind, führen die genannten Verunreinigun- Vr gen auch bei neuen und wenig gebrauchten Geräten 3s schon sehr häufig zu unbrauchbaren Fehlmessungen. c

Ferner ist aus der US-PS 27 64 702 ein Wandler für Sr die Geschwindigkeit in elektrische Signale bekannt Dieser ist jedoch in einem anderen Zusammenhang als g bei einem Verfahren und einer Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung offenbart De. Wert

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ver- ———

fahren und eine Vorrichtung zur Härteprüfung nach einem dynamischen Verfahren zu schaffen, bei dem die Nachteile der genannten bekannten Verfahren und Vorrichtungen vermieden werden und insbesondere eine schnelle Durchführung der Härteprüfung mit kleinen, sehr einfachen Geräten großer Meßgenauigkeit und eine Unabhängigkeit von der Stoßrichtung erzielt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, so daß die Werte jener Geschwindigkeit ermittelt werden, welche der fcindringkörper unmittelbar vor dem Aufprall und unmittelbar nach dem Rückprall aufweist und daß die beiden ermittelten Werte der Geschwindigkeit miteinander in Beziehung gesetzt werden, um ein Maß für die Härte des Werkstückes zu erhalten.

Die Geschwindigkeit unmittelbar vor dem Stoß ist im Sinne der vorliegenden Erfindung und der nachfolgenden Beschreibung definiert als Geschwindigkeit welche der relativ zum ruhenden Werkstoff bewegte Eindringkörper mit Prüfspitze vor dem Aufprall dann aufweist, wenn er sich direkt an der Stoßstelle bzw. in deren unmittelbaren Nähe befindet Theoretisch genauer ausgedrückt ist das die Eindringkörpergeschwindigkeit im Augenblick der BcrShrung zwischen Prüfspitze und Werkstoff. Im analogen Sinn ist die Geschwindigkeit unmittelbar nach dem Stoi.7 definiert als Geschwindigkeit weiche der durch den Widerstand des Werkstoffes nun in umgekehrter Richtung bewegte Eindringkörper mit Prüfspitze nach dem Rückprall dann aufweist, wenn er sich noch direkt an der Stoßstelle bzw. in deren unmittelbaren Nähe befindet Theoretisch genauer ausgedrückt ist das die Eindringkörpergeschwindigkeit im Augenblick des Wiederabhebens der Prüfspitze vom Werkstoff.

Je nach Dauer und Größe der vor dem Stoß auf ihn einwirkenden Energie kann der Eindringkörper die vorstehend definierten und als Meßgröße zu bestimmenden Geschwindigkeiten, die auch als Aufprall- und Rückprall-Geschwindigkeit bezeichnet werden, natürlich nicht nur in unmittelbarer Nähe der Stoßsteile, sondern auch schon bzw. noch in größerer Entfernung von dieser aufweisen. Dies ist z. R bei der Aufprallgeschwindigkeit dann der Fall, wenn der Eindringkörper nicht bis zur Stoßstelle selbst, sondern nur bis auf eJne gewisse Entfernung von dieser beschleunigt wird, und sich danach unter erlaubter Vernachlässigung der Einwirkung übriger Kräfte mit gleichförmiger Geschwindigkeit, nämlich der Äufpraiigeschwindigkeit bis zur Bloßstelle weiterbewegt

Das erfindungsgemäße Verfahren beruht auf einer Analyse der bekannten Energiegleichung, die beispielsweise bei einem Federschlaggerät für die nach dem Stoß vorhandene Restenergie wie folgt lautet:

±mg- s_R

In dieser Gleichung sind:

Masse des Eindringkörpers Rückprallgeschwindigkeit des Eindringkörpers

Federkonstante

Rücksprungweg des Eindringkörpers gegen die Federwirkung (- Teil des Feder,veges) Gravitationskonstante

ist die Wucht oder kinetische Energie des Eindringkörpers bei Beginn des Rückpralls. Diese kinetische Energie wird am Ende des Rücksprungs in die folgenden Energieanteile umgewandelt:

2 mg · sr_%

Er potentielle Restenergie des Federsystems

potentielle Rest-Gravitationsenergie. Dieser Energieanteil kann je nach Schlagrichtur.j positiv, negativ oder NuI! sein, durch Reibungseinflüsse längs des Rücksprur.gweges Sr aufgebrauchte Energie.

Bei den Rückspruwggeräten wird als Maß für die Härte der Rücksprungweg sr gemessen, d. h. die Weggröße der potentiellen Restenergie. Dieser Wert ist gemftß Gi. (1) und wie auch schon weiter vorne angeführt, abhängig von der Schlagrichtung und von der Wirkung der Reibungskräfte längs des Rücksprungweges. Wird hingegen als Maß für die Kestenergie eine Kenngröße der kinetischen Energie, nämlich die Rückprallgeschwindigkeit gemessen, so entfallen die beiden wegabhängigen Fehlereinflüsse vollständig.

5 6 ν

Diese beiden Fehlereinflttise treten jedoch außerdem den Stoß ist

auch noch bei der Erzeugung der Schlagenergie selbst Der aus der Schlagrichtung herrührende Fehlerein- 1 ·, auf, und zwar bei allen dynamischen Prüfverfahren, wie fluß in der Aufprallgeschwindigkeit kann vorzugsweise £ die analoge Energieglcichung für die vor dem Stoß vor· außerdem noch erheblich reduziert werden, indem die p' handene Schlagenergie zeigt: s Eindringkörpermasse und die Geschwindigkeit mii der f_t

diese Masse mittels beliebiger Energiequelle bewegt ■" ,γ. wird, gegenseitig so aufeinander abgestimmt werden,
^{1 ;} daß die im Eindringkörper vor dem Stoß vorhandene

~ "' kinetische Energie groß ist im Vergleich zu iwsitiven

In dieser Gleichung sind: io oder negativen Energiekomponenten, denen die Ein

dringkörpermasse durch die Wirkung der Gravitation m,c unterworfen ist

und/ - wie in Gleichung(I) Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

s - gesamter Federweg besitzt ein Gehäuse, in dem der Eindringkörper ange-

Va - Aufprallgeschwindigkeit des Eindringkör- is ordnet ist und eine Fangeinrichtung für den Kindring-

pers körper. Diese Vorrichtung zeichnet sich erfindungsge-

E - durch ReibungseinflUsse längs des gesam- maß dadurch aus, daß ein Wandler zur Umsetzung der U

tf η Federw?s*§ aufgebrauchter Energie- Geschwindigkeit des Eindringkörpers in elektrische Si- J anteil * gnale vorgesehen und daß zur Bildung eines Maßes für '"

20 die Härte des Werkstückes an den Ausgang dieses

Der Wert Wandlers eine Einrichtung zur Auswertung solcher Si

gnale angeschlossen ist ^;

mv_A Als Wandler könnte beispielsweise ein Tauchmagnet-

2 geber dienen, dessen beweglicher Permanentmagnet

' 25 mit dem Eindringkörper verbunden ist und dessen fest- ,

ist die kinetische Energie des Eindringkörpers unmittel- stehender Spulenteil an der Eindringkörperführung fiber vor dem Aufprall. Diese Energie wird erzeugt durch xiert is*

Umwandlung der potentiellen Energie des Federsy- Vorzugsweise ist der Wandler jedoch als ein elektro-

stems magnetischer Geber ausgeführt, dessen Kern fest mit

30 dem Eindringkörper verbunden und dessen Spule am ei³ Gehäuse angebracht ist

2 Ferner ist es vorteilhaft, wenn der Eindrmgkörper

einen Schlagkörper aufweist in dessen dem Werkstück ,

wobei wiederum die potentielle Gravitationsenergie zugewandter Endfläche eine Prüfspitze eingesetzt ist, , und die Reibungskräfte längs des Federweges als Stör- 35 und wenn der Kern des elektromagnetischen Gebers größe in Erscheinung treten. Da die Konstanthaltung fest mit dem Sshlagkörper verbunden ist
der Schlagenergie bei allen in dynamischen Härteprüf- Durch die Verwendung der angeführten wandler zur

verfahren verwendeten Federschlaggeräten nur durch Erzeugung geschwindigkeitsproportionaler elektrischer Vorgabe konstanter Werte für Federkonstante und Fe- Signale ist die berührungslose Messung der Momentanderweg erfolgt ist somit die effektiv in der Stoßstelle 40 geschwindigkeiten des Schlagkörpers in praktisch belieselbst auftretende kinetische Energie wegen der Wir- biger Nähe der Stoßstelle möglich. Da die Signale elekkung der beiden Fehlereinflüsse nicht konstant tronisch gemessen und weiter ausgearbeitet werden

Mißt mar. auch hier als Maß für die kinetische Energie können, weisen die Meßresultate neben einer dadurch die Aufprallgeschwindigkeit Va. so enthält sie jedoch im erreichbaren großen Genauigkeit noch den Vorteil auf, Gegensatz zur Rückprallgeschwindigkeit beide Fehler- 45 daß sie unmittelbar nach der Messung in digitaler Form ,;·_: einflösse immer noch. Erfindungsgemäß werden nun zur Verfügung stehen. '■·;

aber im Anschluß an die Geschwindigkeitsmessungen Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung E;t

die beiden Geschwindigkeiten aufeinander bezogen, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung *j d. h. als Kennwert für die Härte vorzugsweise der Quo- erläutert Es zeigt %

tient so Fig. I einen Längsschnitt durch die HärteprC*-Vor- ■:·

richtung, I;

-^- Fig.2 ein Kurvenbild eines typischen Ausgangssi·

^vä gnales aus dem Wandler und

Fig.3 ein elektrisches Blockschaltbild eine« im Zugebildet Durch diese Quotientenbildung werden Fehler 55 sammmenhang mit der Auswertung der Wandlersignale in der Aufprallgeschwindigkeit stark reduziert, da sich verwendeten Meß- und Anzeigegerätes,
nämlich bei nicht zu großen Änderungen der Aufprall- Die Härteprüfvorrichtung Fig. 1 weist ein vorderes

geschwindigkeit auch die Rückprallgeschwindigkeit in rohrartiges Gehäuse 4 auf, dessen offenes vorderes Enerster Näherung proportional dazu ändert Als ebenfalls de bei der Härteprüfung senkrecht auf die Oberfläche brauchbare Härtewerte können aus den gemessenen 60 15 des zu prüfenden Werkstoffes aufgesetzt wird. Im Geschwindigkeiten beispielsweise auch die Ausdrücke Gehäuse 4, dessen Innenfläche eine Führung bildet ist

ein Schlagkörper 2 und eine Schraubendrudicfeder 5

, ,— . _Nj längsverschiebbar gelagert Der zylindrisch ausgebilde-

I/J!*, oder ( —) te Schlagkörper 2 ist einerseits an seinem vorderen Ξπ-

^r Va W*/ 65 de fest mh der Prüfspitze 1 verbunden und rührt ande-

' "■ ' " — rerseits einen zylindrischen Permanentmagneten 3 mit

gebildet werden, wobei letzterer Ausdruck direkt pro- axialer Polanordnung 3« und Zb in starrer Verbindung portional zur Änderung der kinetischen Energie durch in sich mit Die Prüfspitze 1 ist in der dargestellten Aus-

7 8

führung eine Kugel, die aus gehärtetem Stahl oder ei- im Vergleich zu den Zeitabschnitten fi und t₂ so klein, nem anderen geeigneten harten Werkstoff besteht, der daß diese in F i g. 1 mit A, R bezeichneten Ereignisse als den Werkstoff, dessen Härte geprüft oder gemessen gleichzeitig stattfindend dargestellt werden. Die Maxiwerden soll, einzudrücken vermag, malwerte + U_m,x,— U_max treten in Funktion einer be-

An seinem hinteren Ende enthält der Schlagkörper s stimmten gegenseitigen Stellung zwischen Spulenachsc eine axiale zylindrische Bohrung 2a zur Aufnahme der x—x und Magnetende 3a auf und sind direkt direkt pro-Spanrurngenspitze 9, welche über den Auflaufkonus 2b portional zur Geschwindigkeit des an diesem Ort bein diese ringeführt werden kann. Die Druckfeder 5, die findlichen mit dem Magneten starr verbundenen in F i g. 1 im entspannten Zustand dargestellt ist, dient Schlagkörpers. In F i g. 2 treten diese Maximalwerte zur Erzeugung der Schlagenergie, die so groß sein soll, io kurz vor dem Aufprall auf, d. h. der Schlagkörper befindaß nach dem Eindringen der Prüfspitze 1 in den zu det sich dann, wenn seine Geschwindigkeit in die dazu prüfenden Werkstoff in diesem bleibende Verformun- proportionale elektrische Spannung umgewandelt wird, gen auftreten. Die Einleitung der Federkraft in den in unmittelbarer Nähe der Stoßstelle. Die Einstellung Schlagkörper erfolgt über dessen hintere Stirnfläche 2c. der auf dem Gehäuse 5 verschiebbaren Spule kann je-Das Gehäuse 4 ist an seinem hinteren Ende mit einer is doch auch so gewählt werden, daß das Auftreten der Führungsbüchse 6 verbunden, in deren Bohrung eine Maximalv/erte mit dem in F i g. 2 bezeichneten Stoßer-Spannzange 7 längsverschiebbar gelagert ist. Das hinte- eignis A, R zusammenfällt, was bedeutet, daß die Schlagre Ende der Spannzange ist über die Kappe 10 fest mit körpergeschwindigkeit direkt beim Aufprall bzw. Rückdem hinteren rohrförmigen Gehäuse 11 verbunden, prall gemessen wird.

welches seinerseits auf dem vorderen Gehäuse 4 längs- 20 Das in F i g. 3 gezeigte elektrische Blockschaltbild des

verschiebbar gelagert ist. Das vordere Ende der Spann- Meß- und Anzeigegerätes umfaßt einen Verstärker 17',

zange, daß durch kreuzweise zueinander angeordnete zwei Spitzenspeicher 18, 18', deren Speicherwerte als

Längsschlitze radial federnd ausgebildet ist weist als Eingangsgrößen auf einen Zweirampen A/D-Wandler

spezielle Organe die Spannzangenspitze 8 und den Aus- 19 gesteuert durch Steuerteil 19' geleitet werden, wo

löser 9 auf. 25 der digitale Quotient aus Rückprallgeschwindigkeit und

Die Spannzangenspitze 8 besteht aus 4 Stück nach Vorwärtsgeschwindigkeit gebildet wird, der mittels

vorne konisch auslaufenden Schultern 8a, die nach ei- Zähler 20 und Anzeige 21 dargestellt wird,

nem Hineinbewegen der Spannzangenspitze in die zy- Die Härteprüfung arbeitet in folgender Weise:

lindrische Bohrung 2a als Mitnehmer für den Schlagkör- Bei der Härtebestimmung eines Musterstückes wird

per dienen. Der Auslöser 9 setzt sich aus dem Auflauf- 30 das vordere Ende des Gehäuses 5 senkrecht auf die

konus 9a und dem Endanschlag 9b zusammen. Die Auf- Oberfläche 15 des zu prüfenden Werkstoffes aufgesetzt

gäbe des Auflaufkonus besteht darin, beim Rückzug der und mit einer Hand an der Halterung 13 festgehalten,

Spannzange deren federnde Arme so zusammenzudrük- während imit der anderen Hand das hintere Gehäuse 11

ken, daß die Spannzangenspitze mit mitgeführten und die mit diesem über die Kappe 10 fest verbundene

Schlagkörper wieder freigibt. Zur Begrenzung des 35 Spannzange 7 bis zum Eindringen der Spannzangenspit- Rückzugweges der Spannzange dient der Endanschlag ze 8 in die Schlagkörperbohrung 2 gegen den Werkstoff

90, der sich ZU dlCSCin ZwcCK äüi UiC SuFnScuc Sä ucF ΐιΐϊΐ gcuriiCut Wim. αζι uCr rvüCivTVciriowG'A'Cgüng uCr

Führungsbuchse 6 abstützt Im hinteren Gehäuse 11 ist Spannzange 7, die über die Wirkung der vorgespannten eine weitere, unter ständiger Vorspannung stehende Feder 12 durch bloßes Nachlassen des Anpreßdruckes Schraubendruckfeder 12 angeordnet, deren Enden sich 40 auf das hintere Gehäuse 11 erfolgt, wird der Schlagkörauf die Führurigsbuchse 6 bzw. die Kappe 10 abstützen per 2 mitgenommen und spannt dadurch die Feder 5. und die mit dieser Kappe verbundene Spannzange stan- Die weiter fortgesetzte Rückwärtsbewegung hat dann dig bis zum Aufliegen des Endanschlages 9b nach hinten beim Eindringen des Auflaufkonus 8a in die Bohrung drücken. Die Vorspannung der Feder 12 ist mindestens der Führungsbuchse 6 das Zusammendrücken der so groß wie die Federkraft der vorderen Feder 5, ein- 45 Spannzangenspitze 8 zur Folge, wodurch der Schlagschließlich des im Auflaufkonus 9a entstehenden Wider- körper 2 freigegeben und von der gespannten Feder 5 Standes. gegen den zu prüfenden Werkstoff geschlagen wird. Die

Des weiteren ist an der Außenseite des vorderen Ge- vom Schlagkörper dabei unmittelbar vor und nach dem häuses 4 eine in einer Halterung 13 befindliche Spule 14 Stoß erreichten Geschwindigkeiten werden in der beso angeordnet daß die Spulenachse x—x dann, wenn 50 reits beschriebenen Weise in die dazu proportionalen der Schlagkörper gerade aufprallt annähernd mit dem elektrischen Spannungen umgesetzt, die mit der in vorderen Ende 3a des Permanentmagneten zusammen- F i g. 3 dargestellten Mess- und Anzeigevorrichtung gefällt Zur genauen Einstellung der Spulenachse relativ messen und weiterverarbeitet werden,
zum vorderen Polende kann die zweiteilig ausgeführte Der dabei vorzugsweise afc Kriterium für die Härte Halterung 13 beispielsweise über ein Gewinde auf dem 55 gebildete Quotient aus beiden Geschwindigkeiten ist vorderen Gehäuse 4 verschoben werden. Die Spule 14 stets kleiner als 1, und bewegt sich beispielsweise für die ist über die Leitungen 16a, 166 mit dem MeB- und An- Werkstoffgruppe der Stähle bei einer bestimmten Komzeigegerät 17 verbunden. bination von Prüfspitzentyp und Schlagenergie zwi-

F i g. 2 zeigt einen typischen Verlauf der im Wandler sehen 0,300 und 0300.

3, 14 erzeugten Spannungen U, die durch das Eintau- 60 Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgechen des im Schlagkörper mitbewegten Permanentma- mäßen Verfahrens kann natürlich auch anders als in der gneten in den Spulenbereich und dessen Wiederaustre- vorstehend beschriebenen Ausführung ausgebildet sein, ten aus diesem auftreten. Der Spannungsverlauf ist der So kann !beispielsweise die Schlagenergie je nach Aneinfacheren Darstellung wegen in Funktion der Zeit t wendungugebiet auch durch die Schwerkraft oder durch dargesteJlt, wobei der Zeitabschnitt «Ι das Annähern des ss das elekiromagnetische Feld eines Solenoids erzeugt Schlagkörpers an die Stoßstelle und der Zeitabschnitt (2 werden, und als Organe für die Geschwindigkeitsmesdie Rückprallphase darstellen. Die Zeit zwischen Auf- sung können beispielsweise Doppellichtschranken, die prall und Rückprall selbst die eigentliche Stoßdauer, ist in Verbindung mit einem Zeitmeßgerät stehen, einge-

baut werden.

Die bevorzugte Ausführungsform des Schlagkörpers is\ zwar jene, wo Schlagkörper und Prüfspitze miteinander ein einziges Teil bilden. Es ist jedoch ohne weiteres möglich, die Schlagvorrichtung so zu gestalten, daß s Schlagkörper und Prüfspitze voneinander getrennte Teile bilden, von denen nur der Schlagkörper bewegt wird und die Prüfspitze auf dem zu prüfenden Werkstoff aufliegt. Das Verfahren ist dann gekennzeichnet durch Messung der Geschwindigkeit des Schlagkörpers un- io mittelbar vor dessen Aufprall und unmittelbar nach dessen Rückprall von der auf dem Werkstoff aufliegenden Prüfspitze.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen 15

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Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Härteprüfung von Werkstücken, in welchem ein Eindringkörper zum Zusammenstoß mit dem zu prüfenden Werkstück gebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Werte jener Geschwindigkeiten ermittelt werden, welche der Eindringkörper unmittelbar vor dem Aufprall und unmittelbar nach dem Rückprall aufweist und daß die beiden ermittelten Werte der Geschwindigkeit miteinander in Beziehung gesetzt werden, um ein Maß für die Härte des Werkstückes zu erhalten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeiten des Eindringkörpers dann gemessen werden, wenn er sich in unmittelbarer Nähe der Oberfläche des zu prüfenden Werkstücks befindet.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, SsS aus den beiden ermittelten Werten dsr Geschwindigkeit der Quotient oder das Quadrat des Quotienten gebildet wird.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Gehäuse, in dem der Eindringkörper angeordnet ist, und mit einer Fangeinrichtung für den Eindringkörper, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wandler (3, 14) zur Umsetzung der Geschwindigkeiten des Eindringkörpers (1, 2) in elektrische* Signale vorgesehen und daß zur Bildung ein?s Maßes für die Härte des Werktstückes (15) an den Ausgang dieses Wandlers eine Einrichtung (17) zur Auswertung solcher Signale angeschlossen ist

5. Vorrichtung nach Anspruui 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler als ein elektromagnetischer Geber ausgeführt ist, dessen Kern (3) fest mit dem Eindringkörper (1, 2) verbunden und dessen Spule (14) am Gehäuse (4) angebracht ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Eindringkörper einen Schlagkörper (2) aufweist, in dessen dem Werkstück (15) zugewandter Endfläche eine Prüfspitze (1) eingesetzt ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (3) des elektromagnetischen Gebers fest mit dem Schlagkörper (2) verbunden ist

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 4—7, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektrische Schaltung vorgesehen ist, welche an den Ausgang der Spule (14) des elektromagnetischen Wandlers angeschlossen ist, und daß diese elektrische Schaltung aus einem Verstärker (17'), zwei Spitzenspeichern (18, 18'), einem Zweirampen-Wandler (19) mit einem Steuerteil (19') besteht, die in Reihe geschaltet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuse (4) eine Führungsbüchse (6) und eine Spannzange (7) angeordnet sind, daß die Spannzange (7) in der Führungsbüchse (6) längsverschiebbar gelagert ist, daß der Schlagkörper (2) bezüglich der Führungsbüchse (6) federbelastbar ist und daß im Schlägkörper eine Ausnehmung (2a,) ausgebildet ist, welche zur Aufnahme der Spitze (8) der Spannzange (7) bestimmt ist

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende der Spannzange (7), die durch die Führungsbüchse (6) hindurchgeht, über eine Kappe (10) mit dem Ende eines hinteren, rohrförmigen Gehäuses (11) verbunden ist, und daß das vordere Gehäuse (4) im hinteren Gehäuse (11)

längsverschiebbar ist

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende der Spannzange (7) durch kreuzweise zueinander angeordnete Längsschlitze radial federnd ausgebildet ist, und daß die so entstandenen radial federnden Arme nach vorne konisch auslaufende Schultern (8s) aufweisen, welche die Spannzacgenspitze (8) bilden.

12. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende der Spannzange (7) ferner mit einem Auslöser (9) versehen ist, der sich aus einem Auflaufkonus (9a) und einem Endanschlag (9b)zusammensetzt, der auf die Stirnseite (6a) der Führungsbüchse (6) aufliegen kann.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im hinteren Gehäuse (U) eine weitere Schraubenfeder (12) angeordnet ist, deren Enden sich auf die Führungsbüchse (6) und auf die Kappe (10) abstützen.

14. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern (3) als ein Permanentmagnet ausgeführt ist, und daß die Spule (14) sich in einer Halterung (13) befindet, die mit Hilfe eines Gewindes auf dem vorderen Gehäuse (4) verschiebbarist

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (13) zweiteilig ist