DE2645911C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Härteprüfmaschine, mit einer Abstützung für einen zu prüfenden Gegenstand, einer Prüf­ spitze, die beim Prüfvorgang einen Eindruck in dem Gegen­ stand bildet, und einem Prüfspitzenhebel, an dessen einem Ende die Prüfspitze angebracht ist und welcher in der Prüfmaschine gelagert ist.

Bei bekannten Härteprüfmaschinen dieser Art ist die Prüf­ spitze am unteren Ende einer vertikalen Stange befestigt, die allgemein als Prüfspitzenspindel bezeichnet wird. Der Mechanismus, mittels dessen die Prüfspitze gegen den zu untersuchenden Gegenstand geprüft werden kann, weist wenigstens einen Hebel auf, der mit der Stange am oberen Ende derselben verbunden ist. Bei Benutzung der Vorrichtung überträgt die Prüfspitzenspindel nach unten gerichtete Kräfte von dem Hebel auf die Prüfspitze.

Bei einer ersten, bekannten Härteprüfmaschine der beschrie­ benen Art wird der Bereich des Eindruckes dadurch bestimmt, daß eine Dimension, beispielsweise der Durchmesser, des Eindruckes gemessen wird, wobei dies im allgemeinen mittels eines Wegmikroskopes erfolgt, welches in der Härteprüfmaschine vorgesehen ist.

Bei einer anderen bekannten Härteprüfmaschine der beschriebenen Art wird der Tiefenzuwachs des Eindruckes, der durch eine vorgegebene Zunahme der auf die Prüfspitze in Richtung auf den zu prüfenden Gegenstand drückenden Kraft erzeugt wird, bestimmt. Bei dieser Maschinenart ist mit dem oberen Ende der Prüfspitzenspindel ein Mechanismus verbunden, der eine Bewegung der Spindel auf ein Anzeigegerät überträgt und diese Bewegung verstärkt oder vergrößert, so daß die Bewegung des Zeigers, welcher einer sehr kleinen Bewegung der Prüf­ spitze entspricht, leicht beobachtet werden kann. Eine Feh­ lerquelle besteht bei mittels dieser Maschine durchgeführten Härtemessungen darin, daß eine vertikale Bewegung der Prüf­ spitze relativ zur Prüfspitzenspindel unter Belastung statt­ findet.

Eine weitere Fehlerquelle, welche bei dieser Maschine von größerer Bedeutung ist, die aber auch bei der zunächst er­ läuterten Maschine auftreten kann, ist die Reibung, welche der Bewegung der Prüfspitzenspindel entgegengesetzt ist, sowie weiterhin die Reibung in dem Mechanismus zum Andrücken der Prüfspitze gegen den zu untersuchenden Gegenstand.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Härteprüfmaschinen der beschriebenen Art besteht darin, daß derartige Maschinen nicht dazu verwendet werden können, die Härte innerer Flächen von Werkstücken zu testen, da ja die Prüfspitze direkt an der Prüfspitzenspindel angebracht ist. Um die bekannten Maschinen für derartige Messungen zu verwenden, ist es notwendig, die Maschinen durch Zwischenschaltung eines Schwanenhalses zwischen der Prüfspitzenspindel und der Prüfspitze anzupassen. Allgemein ist eine Anzahl unter­ schiedlicher Schwanenhälse bei den bekannten Maschinen vorgesehen, um Härtemessungen an unterschiedlichen Ober­ flächen von Werkstücken unterschiedlicher Größe und Form zu ermöglichen. Die Verwendung von Schwanenhälsen bei diesen Maschinen bringt aber eine Anzahl von Nachteilen mit sich. Die unsymmetrische Form eines Schwanenhalses re­ sultiert in einer größeren Auslenkung der Maschine, wenn diese belastet ist, als dann, wenn die Prüfspitze direkt an der Spindel angebracht ist. Wird ein Schwanenhals ver­ wendet, so ist es schwierig, eine korrekte Ausrichtung der Prüfspitze mit der Prüfspitzenspindel aufrechtzuerhal­ ten. Große Schwanenhälse, die notwendigerweise schwer sind, erfordern Prüfspitzenspindeln spezieller Form, um die geeignete Befestigung derartiger Schwanenhälse an der Spin­ del zu ermöglichen. Insbesondere im Falle schwerer Schwa­ nenhälse muß der Mechanismus zum Andrücken der Prüfspitze gegen den zu testenden Gegenstand eingestellt werden, um eine Kompensation hinsichtlich des Gewichtes des Schwanen­ halses, welches auf die Prüfspitze einwirkt zu schaffen. Wenn derartige Einstellungen durchgeführt worden sind und die Maschine nunmehr ohne einen Schwanenhals verwendet wer­ den soll, können spezielle Gewichte an dem Mechanismus ange­ bracht werden, um eine Kompensation für das Fehlen des Schwa­ nenhalses zu schaffen, jedoch wird hierdurch die Verwendung der Maschine kompliziert. Es liegt auch auf der Hand, daß das Vorsehen einer Vielzahl unterschiedlicher Schwanenhälse bei jeder Maschine die Gesamtkosten beträchtlich steigert.

Ein weiterer Nachteil der zuletzt beschriebenen Maschine besteht darin, daß eine fehlerhafte Anzeige des Anstieges der Tiefe des Eindruckes immer dann erfolgt, wenn ein nicht-elastisches Kollabieren des zu prüfenden Gegenstandes an derjenigen Fläche des Gegenstandes erfolgt, welche an der Abstützung abliegt, d. h. also an der Fläche, die der Prüfspitze abgewandt ist. Ein derartiges nicht-elastisches Kollabieren tritt mit hoher Wahrscheinlichkeit immer dann auf, wenn die Fläche des zu prüfenden Gegenstandes, die an der Abstützung anliegt, nicht eine bearbeitete Fläche ist, sondern beispielsweise eine durch Gießen oder Schmieden erzeugte Fläche.

Ein weiterer Nachteil besteht bei den bekannten Härteprüf­ maschinen der beschriebenen Art darin, und zwar sowohl bei Verwendung eines Schwanenhalses als auch dann, wenn die Prüfspitze direkt an der Spindel angebracht ist, daß der Oberflächenbereich des Gegenstandes, an dem die Härte ge­ prüft werden soll, nur begrenzt sichtbar ist.

Bei einer Härteprüfmaschine mit den Merkmalen der eingangs bezeichneten Art (vgl. US-PS 27 22 831) ist der Prüfspitzen­ hebel etwa in seinem hinteren, letzten Drittel gelagert. Jenseits des Lagerungspunktes weist er noch ein über einen Hebelarm wirkendes Gegengewicht auf. Darüberhinaus ist der Prüfspitzenhebel an seiner Spitze, im Bereich der Prüfspitze mit einem Gewicht zu belasten. Auch wird die Prüfung des Härteeindruckes auf optische Weise vorgenommen. Die Lagerung des Prüfspitzenhebels lediglich im letzten Drittel läßt die Bewegung der Prüfspitze noch nicht optimal der Senkrechten angenähert sein. Dadurch, daß die Prüfspitze mit einem Gewicht zu belasten ist, ist diese bekannte Härtemaschine auch nicht für das Messen des Härteeindruckes im Inneren von Werkstücken geeignet. Dies auch wegen der vorgesehenen Optik, die im Bereich der Prüfspitze anzu­ ordnen ist.

Bei einer weiterhin bekannt gewordenen Härteprüfmaschine (vgl. US-PS 28 04 769) ist die Prüfspitze nicht an einem Prüfspitzenhebel, sondern an einer vertikalen Stange an­ geordnet, welche lediglich durch einen Hebelmechanismus mit einem Gewicht zu beaufschlagen ist. Die Vertikalbe­ wegung der Prüfspitzenstange bei dieser bekannten Härte­ maschine wird über einen Hebelmechanismus auf ein Zeiger­ werk übertragen.

Es sind im übrigen noch zum Stand der Technik die US-PS 21 88 992 und die Literaturstelle "Soviet Inventions Illustrated, Dezember 1962, Nr. 14 89 35 'Instrument for determining the hardness of thin bushes and plastic covering'" bekannt geworden. Auch diese Literaturstellen offenbaren jedoch lediglich Härteprüfmaschinen, bei welchen die Prüfspitze an einer vertikalen Spindel angebracht ist, was schon nicht ermöglicht, die Härte im Inneren von Bauteilen zu prüfen.

Ausgehend von dem Stand der Technik aus der US-PS 27 22 831 stellt sich der Erfindung die Aufgabe, die bekannte Maschine dahingehend weiterzuentwickeln, daß es möglich wird, die Härte innerer Flächen von Werk­ stücken zu testen.

Diese Aufgabe ist durch die Merkmale des Kennzeichnungs­ teiles des Anspruches 1 gelöst.

Härtetests an inneren Flächen von Gegenständen und auch an anderen Flächen, die nur schlecht zugänglich sind, können mit der erfindungsgemäßen Härteprüfmaschine besser und leich­ ter ausgeführt werden als mit den bekannten Maschinen.

Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß die Prüfspitze durch eine Schraube gegen den Prüfspitzenhebel gezogen ist, welche zwischen der Prüfspitze und dem Hebel einen Kontaktdruck erzeugt, der hinreichend groß ist, um eine merkliche Bewegung der Prüfspitze relativ zu dem Hebel im Betrieb der Maschine zu verhindern.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung im ein­ zelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 in schematischer Darstellung eine bekannte Härtetestmaschine, bei der eine Prüfspitzen­ spindel Verwendung findet;

Fig. 2 in ähnlicher schematischer Darstellung wie in Fig. 1 eine Härtetestmaschine nach der Erfindung;

Fig. 3 einen Querschnitt einer Maschine nach der Er­ findung, die im wesentlichen wie in Fig. 2 gezeigt angeordnet ist;

Fig. 4 eine Vorderansicht der in Fig. 3 gezeigten Maschine;

Fig. 5 eine Endansicht eines Prüfspitzenarmes einer weiteren Maschine, die im wesentlichen wie in Fig. 2 gezeigt angeordnet ist;

Fig. 6 einen Querschnitt des in Fig. 5 gezeigten Armes;

Fig. 7 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel der in Fig. 3 gezeigten Maschine in schematischer Dar­ stellung;

Fig. 8 in schematischer Darstellung ein weiteres Aus­ führungsbeispiel der in Fig. 3 gezeigten, ab­ gewandelten Maschine, wobei diese Maschine in betriebsbereiter Stellung gezeigt ist; und

Fig. 9 in ähnlicher Darstellung wie Fig. 8 die Teile der Maschine beim Bilden eines Ein­ druckes.

Die in Fig. 1 gezeigte Maschine weist einen Rahmen 1 auf, der eine Schraubenspindel 2 trägt, die mittels einer manuell drehbaren Mutter 3 gehoben und abgesenkt werden kann. Die Schraubenspindel kann an ihrem oberen Ende ein Werkstück 4 abstützen, dessen Oberfläche der Härteprüfung unterworfen werden soll. Weiterhin weist die Maschine eine Prüfspitzen­ spindel 5 auf, die oberhalb der Schraubenspindel 2 koaxial mit dieser angeordnet ist und so geführt ist, daß sie Be­ wegungen in Richtung auf die Schraubenspindel hin und in Richtung von der Schraubenspindel weg ausführen kann. Am unteren Ende der Prüfspitzenspindel 5 ist eine Prüfspitze 6 angebracht, die ein spitzes unteres Ende aufweist, welches mit dem Werkstück 4 in Eingriff kommen kann.

Die in Fig. 1 gezeigte Maschine weist weiterhin einen Me­ chanismus auf, mittels dessen die Prüfspitze 6 gegen das Werkstück 4 gedrückt werden kann. Dieser Mechanismus weist einen ersten Hebel 7 auf, dessen eines Ende mittels eines Anlenkungspunktes 8 am Maschinenrahmen 1 gelagert ist. An einer gegenüber dem Anlenkungspunkt 8 geringfügig entlang des Hebels mit Abstand befindlichen Stelle ist der Hebel mit der Prüfspitzenspindel 5 gekoppelt. Der Mechanismus weist weiterhin einen Satz von Gewichten 9 auf, die so angeordnet sind, daß sie von demjenigen Ende des Hebels 7, welches dem Anlenkungspunkt 8 gegenüberliegt, herabhängen können. Normalerweise sind, wie in Fig. 1 gezeigt, die Gewichte 9 durch einen Nocken 10 abgestützt.

Die in Fig. 1 gezeigte Maschine weist weiterhin eine An­ zeigeeinrichtung auf, mittels welcher die Größe der verti­ kalen Bewegungen der Prüfspitzenspindel 5 und der Prüf­ spitze 6 angezeigt werden können. Diese Anzeigeeinrich­ tung weist einen weiteren Hebel 11 auf, der an einem Ende mittels eines Anlenkungspunktes am Maschinenrahmen 1 gelagert ist. Am gegenüberliegenden Ende ist der Hebel mit einem Zeigerinstrument 12 gekoppelt, welches eine visuelle Anzeige der Bewegungen der Prüfspitzenspindel 5 ermöglicht. Der Hebel 11 ist an einer zwischen seinen Enden gelegenen Stelle mit dem oberen Ende der Prüfspitzenspindel 5 gekoppelt und ist so angeordnet, daß vertikale Bewegungen der Prüfspitzen­ spindel verstärkt und auf das Zeigerinstrument 12 übertragen werden.

Um die Härte des Werkstückes 4 mittels der in Fig. 1 ge­ zeigten Maschine zu messen, wird die Schraubenspindel 2 solange verstellt, bis die Prüfspitze 6 mit dem Werkstück in Kontakt ist und das Zeigerinstrument 12 die Tiefe Null anzeigt. Die Prüfspitze trägt dann eine vorgegebene Belastung, welche aus dem Gewicht der Prüfspitzenspindel 5, dem Ge­ wicht des Hebels 7 und irgendwelchen anderen Gewichten be­ steht, welche aufgebracht werden können, um die erwünschte vorgegebene Last zu ergeben. Dann wird der Nocken 10 ge­ dreht, um die Gewichte auf den Hebel 7 aufzubringen, wodurch auf die Prüfspitze 7 eine zusätzliche Belastung ausgeübt wird. Sobald das Zeigerinstrument 12 anzeigt, daß die Prüfspitzen­ spindel zur Ruhe gekommen ist, wird der Nocken in seine Ur­ sprungsstellung zurückbewegt, um die zusätzliche Belastung zu entfernen. Die Zunahme in der Tiefe des Eindruckes, wel­ cher durch das zeitweise Aufgeben der zusätzlichen Belastung auf die vorgegebene, ursprüngliche Belastung bewirkt wird, läßt sich dann aus der Ablesung des Zeigerinstrumentes 12 ersehen.

Die in den Fig. 2 bis 4 gezeigte Maschine weist einen Rahmen 21 auf, der eine vertikale Schraubenspindel 22 trägt, die relativ zum Rahmen durch eine Mutter 23 ver­ stellbar ist. Am oberen Ende der Schraubenspindel ist eine Abstützung 24 für ein Werkstück 25, welches geprüft werden soll, vorgesehen. Diese Bauteile können ähnlich oder gleich den entsprechenden Bauteilen der in Fig. 1 gezeigten, bekannten Härteprüfmaschine sein. Die in den Fig. 2 bis 4 gezeigte Härteprüfmaschine weist weiterhin ebenfalls eine Prüfspitze 26 auf, die ebenfalls ähnlich oder gleich den bekannten Prüfspitzen sein kann. In der in den Fig. 2 bis 4 gezeigten Maschine ist der Prüfspitze 26 an einem Ende eines Hebels 27 angebracht. An seinem gegenüberliegenden Ende ist der Hebel mit einem Anlenkungspunkt 28 am Rahmen 21 der Maschine gelagert. In dem Fall, daß die Prüfspitze vertikal nach unten auf das Werkstück 25 drücken soll, liegt der Hebel 27 im we­ sentlichen horizontal, so daß dann, wenn der Hebel sich um den Anlenkungspunkt 28 bewegt, die Prüfspitze 26 sich ent­ lang eines Kreisbogens bewegt, der sehr genau einen verti­ kalen Weg annähert. Es liegt auf der Hand, daß die Distanz, um welche sich die Prüfspitze bewegt, wenn die Maschine verwendet wird, sehr klein ist, verglichen mit der Länge des Hebels 27.

Der Anlenkungspunkt 28, der das Lager für den Hebel 27 bil­ det, ist durch vier flexible Streifen aus Federstahl gebildet. In Fig. 3 sind nur zwei dieser Federstahlstreifen, näm­ lich Fig. 28 a und 28 b, gezeigt. Typischerweise hat jeder Strei­ fen eine Dicke von 0,071 cm (28/1000″), eine Länge von 3,81 cm (1,5″) und eine Breite von 1,59 cm (5/8″). Der Streifen 28 a ist vertikal angeordnet, wobei seine breitesten Flächen relativ zur Maschine nach vorne und nach hinten ge­ richtet sind. Etwas weniger als eine untere Hälfte des Streifens ist überlappend mit einer nach hinten weisen­ den Fläche des Hebels 7 angeordnet, wobei dieser untere Abschnitt des Streifens starr und fest an dem Hebel be­ festigt ist. Etwas weniger als eine obere Hälfte des Streifens überlappt mit einer nach vorne weisenden Fläche an dem Maschinenrahmen 21. Dieser obere Abschnitt des Streifens ist starr und fest an dem Rahmen der Maschine befestigt. Der Streifen 28 a liegt benachbart zu einem seitlichen Ende des Hebels 27. Ein weiteres Ende der Strei­ fen ist in ähnlicher Weise benachbart zum gegenüberliegenden seitlichen Ende des Hebels angeordnet und hat von dem Streifen 28 a typischerweise einen Abstand im Bereich von etwa 5,08 cm (2″). Der Streifen 28 b ist horizontal ange­ ordnet, wobei er sich über seine Länge in der Maschine von vorne nach hinten erstreckt. Etwas weniger als die vor­ dere Hälfte des Streifens 28 b überlappt eine nach oben wei­ sende Fläche des Hebels 27, wobei dieser vordere Abschnitt des Streifens starr und fest an dem Hebel befestigt ist. Etwas weniger als die hintere Hälfte des Streifens 28 b über­ lappt eine nach unten weisende Fläche am Rahmen 21, wobei dieser hintere Abschnitt des Streifens starr an dem Rahmen befestigt ist. Der vierte Streifen ist in ähnlicher Weise angeordnet, wobei die horizontalen Streifen zwischen den ver­ tikalen Streifen liegen. Die flexiblen Streifen ermöglichen gemeinsam eine Schwenkbewegung des Hebels 27 relativ zum Rah­ men um eine horizontale Achse, welche sich in der Maschine von einer Seite zur anderen erstreckt. Es ist zu beachten, daß der Anlenkungspunkt 28 keinerlei Reibungskräfte bewirkt, die einer derartigen Verschwenkung des Hebels 26 entgegenstün­ den.

Die in den Fig. 2 bis 4 gezeigte Maschine weist weiterhin einen Mechanismus auf, der die Prüfspitze 26 gegen das Werkstück 25 drückt. Dieser Mechanismus weist einen zweiten Hebel 29 auf, an dessen einem Ende ein Anlenkungspunkt 30 am Rahmen 21 der Maschine vorgesehen ist. Auf einem Teil des Hebels 29, der von seinem Anlenkungspunkt entfernt liegt, ist ein Satz von Gewichten 31 aufgehängt. Der Mecha­ nismus weist weiterhin eine Stange 33 auf, die mit dem Hebel 29 an einer Stelle verbunden ist, die zwischen seinen Enden liegt, jedoch dem Anlenkungspunkt 30 näher als dem gegenüberliegenden Ende. Die Stange 33 dient dazu, von dem Hebel 29 auf den Hebel 27 an einer Stelle zwischen der Prüf­ spitze 26 und dem Anlenkungspunkt 28 eine nach unten gerich­ tete Kraft zu übertragen.

Zum Abstützen des Hebels 29 ist eine Rolle 50 vorgesehen, welche dazu dient, die Prüfspitze 26 von der durch die Ge­ wichte 31 erzeugten Kraft zu entlasten. In Fig. 3 ist die Rolle 50 mit Abstand von dem Hebel 29 gezeigt, so daß die zusätzliche Belastung auf die Prüfspitze aufgebracht ist. Die Rolle 50 ist durch einen Hebel 51 getragen, der um eine horizontale Achse verschwenkbar ist, wodurch die Rolle aus der in Fig. 3 gezeigten Position in eine andere geschwenkt werden kann, in der sie an der Unterseite eines Endab­ schnittes des Hebels 29, entfernt von dem Anlenkungspunkt 30, anliegt. Die Bewegung des Hebels 51 ist durch einen Dämpfer 52 gesteuert, welcher die Rate, mit der die Zusatz­ belastung auf die Prüfspitze aufgebracht werden kann, be­ grenzt.

An der Vorderseite der Maschine ist ein Handgriff 53 ange­ ordnet, mittels dessen eine Bedienungsperson einen Nocken oder eine Kurbel 32 drehen kann, deren Bewegung auf den Hebel 51 übertragen wird, wodurch die Rolle 50 in und außer Anlage bezüglich des Hebels 29 bewegt wird.

Weiterhin weist die Maschine eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen einer vertikalen Bewegung der Prüfspitze 26 auf. Diese Anzeigeeinrichtung weist einen dritten Hebel 34 auf, der nahe einem Ende einen Anlenkungspunkt 38 am Maschinen­ rahmen 21 aufweist. Das gegenüberliegende Ende des Hebels 34 ist mit einem Zeigerinstrument 36 verbunden. An dem dem Anlenkungspunkt 35 des Hebels 34 benachbarten Ende ist der Hebel 34 mit dem Hebel 27 an einer zwischen den Enden des letztgenannten gelegenen Stelle verbunden. Der Hebel 34 ist so angeordnet, daß er die Bewegung der Hebels 27 verstärkt und vergrößert, wobei dann diese verstärkte oder "übersetzte" Bewegung auf das Zeigerinstrument 36 übertra­ gen wird.

Die in den Fig. 2 bis 4 gezeigte Maschine wird in ähnlicher Weise zu der bereits unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrie­ benen Maschine benutzt. Zunächst werden die Gewichte 31 durch die Rolle 50 abgestützt, wobei die Prüfspitze 26 durch eine ursprüngliche Belastung nach unten gedrückt wird, welche aus dem Gewicht des Hebels 27 und einem weiteren Ge­ wicht 37 besteht. Wenn der Nocken 32 gedreht wird, so er­ fährt die Prüfspitze eine zusätzliche, nach unten gerichtete Last, welche von den Gewichten 31 herrührt. Wenn die Abwärts­ bewegung der Prüfspitze aufgehört hat, wird der Nocken 32 in seine Anfangsstellung zurückgebracht, woraufhin die Zu­ nahme der Tiefe des Eindruckes auf dem Werkstück 25, welche durch die zeitweise aufgebrachte Zusatzbelastung verursacht worden ist, am Zeigerinstrument 36 abgelesen wird.

Es ist zu beachten, daß ein hohles, zylindrisches Werkstück leicht auf der Abstützung 24 abgestützt werden kann, wobei die Prüfspitze 26 sich mit einer Innenfläche des Werk­ stückes in Kontakt befindet.

Wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt ist, ist die Prüfspitze 26 an der Unterseite des Hebels 27 angeordnet und an dem He­ bel mittels einer Schraube 37 a befestigt. Diese Schraube zieht die Prüfspitze gegen die Unterseite des Hebels und erzeugt zwischen dem Hebel und der Prüfspitze einen Kontakt­ druck, der wenigstens gleich dem maximalen Kontaktdruck ist, der erhalten würde, wenn sowohl die Ursprungsbelastung als auch die Zusatzbelastung von dem Hebel auf die Prüfspitze übertragen würden. Diese Anordnung stellt sicher, daß keine vertikale Relativbewegung der Prüfspitze bezüglich des He­ bels unter Belastung stattfindet.

In Fig. 5 und 6 sind eine Prüfspitze 40 und ein benachbar­ ter Endabschnitt eines Hebels 41 eines weiteren Ausführungs­ beispieles einer Härteprüfmaschine gezeigt, die im wesent­ lichen denselben Aufbau und dieselbe Anordnung hat, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Der Hebel 41 entspricht dem He­ bel 27 von Fig. 2. Der Hebel 41 weist einen Drehkopf 42 auf, der an einem weiteren Abschnitt 43 des Hebels so angebracht ist, daß er um eine Längsachse 44 des Hebels drehbar ist. Die Prüfspitze 40 ist an dem Drehkopf 42 befestigt und steht hiervon radial relativ zu der Achse 44 vor. Weiterhin sind an dem Drehkopf 42 bestimmte Komponenten eines optischen Systems der Maschine angebracht. Diese Komponenten weisen eine Objektivlinse 45 auf, die winkelmäßig um die Achse 44 versetzt mit Abstand von der Prüfspitze 40 angeordnet ist. Wird der Drehkopf um die Achse gedreht, so können eine aus­ gewählte Prüfspitze 40 und die Objektivlinse 45 auf einen zu prüfenden Bereich des Werkstückes gerichtet werden. Der Hebel 41, einschließlich des Drehkopfes 42, ist hohl ausge­ bildet, so daß Licht, welches durch die Objektivlinse hindurchgeht, durch einen reflektierenden Spiegel oder ein Prisma 46 durch den Hebel hindurch zu anderen Kom­ ponenten (nicht gezeigt) des optischen Systems der Maschine reflektiert wird. Dieses optische System ist in bekannter Weise so angeordnet, daß der Durchmesser der anderen Dimension eines Eindruckes, welcher in dem Werkstück ge­ bildet worden ist, bestimmt werden kann.

In Fig. 7 ist eine Einrichtung gezeigt, welche alternativ zu den Einrichtungen, die in Fig. 2 bis 4 gezeigt sind, die Messung der Tiefe des Eindruckes ermöglicht. In Fig. 7 gezeigte Bauteile oder Elemente, die Teilen entsprechen, die bereits unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 beschrie­ ben worden sind, tragen gleiche Bezugszeichen, wobei je­ doch jeweils die Ziffer "1" vorgesetzt ist. Die vorstehen­ de Beschreibung ist auch auf das in Fig. 7 gezeigte Aus­ führungsbeispiel anwendbar, mit Ausnahme der nachfolgend erwähnten Unterschiede.

Bei der in Fig. 7 gezeigten Maschine befindet sich ein An­ lenkungspunkt 135 eines Verstärkungshebels 134 auf einem Hauptprüfspitzenhebel 127 an einer Stelle, die derjenigen des Anlenkungspunktes 35 entspricht. Ein Ende des Hebels 134 ist mit einem Zeigerinstrument 136 verbunden, während das andere Ende des Hebels 134 zum Rahmen 21 frei bewegbar ist und einen Fühler 138 trägt, der mit der Ober­ fläche eines zu testenden Werkstückes 125 in Kontakt steht.

Wenn infolge einer durch die Prüfspitze 126 aufgebrachten Belastung die Oberfläche des Werkstückes 125 relativ zu dem Maschinenrahmen stationär bleibt, d. h., wenn die untere Fläche des Werkstückes nicht kollabiert, ist die Wirkungsweise der Maschine dieselbe wie bei der in den Fig. 2 bis 4 ge­ zeigten Maschine, wobei also das Zeigerinstrument 136 nur eine Bewegung der Prüfspitze anzeigt, die auf den Eindruck zurückzuführen ist. Wenn während des Eindrückens eine Ab­ wärtsbewegung der oberen Fläche des Werkstückes 125 rela­ tiv zum Maschinenrahmen stattfindet, so ergibt sich eine entsprechende Abwärtsbewegung des Fühlers 138. Eine Abwärts­ bewegung des Fühlers 138 bewirkt ein Verschwenken des Hebels 134 in einer Richtung, die derjenigen Schwenkbewegung des Hebels, welche durch die Abwärtsbewegung der Prüfspitze 126 erzeugt wird, entgegengesetzt ist. Die Bewegung des Fühlers versucht also, die überschüssige Abwärtsbewegung der Prüfspitze, die durch ein Kollabieren des zu unter­ suchenden Werkstückes an seiner unteren Fläche bewirkt wird, zu kompensieren. Diese Kompensation ist nicht exakt, da die Verstärkung der Bewegung des Fühlers 128 von derjenigen der Bewegung der Prüfspitze 126 verschieden ist. Die Kom­ pensation reicht aber für praktische Zwecke aus, wenn der Anlenkungspunkt 134 hinreichend dicht an dem Fühler 138 liegt. Betrachtet man Fig. 7, so ergibt sich, wenn der Ab­ stand von dem Fühler zu dem Anlenkungspunkt 135 gleich a ist und der Abstand von dem Anlenkungspunkt zum anderen Ende des Hebels 134 gleich b ist, der Verstärkung der Bewegung des Hebels 127 zu , während sich die Verstärkung der Bewegung des Fühlers 138 zu ergibt. Die Differenz ist

In den Fig. 8 und 9 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der in den Fig. 2 bis 5 gezeigten Härteprüfmaschine wiedergegeben. Um eine bessere Darstellung zu ermöglichen, ist die Einrich­ tung zur Tiefenmessung in den Fig. 8 und 9 nicht gezeigt. Die in den Fig. 8 und 9 gezeigten Teile tragen, soweit sie Teilen entsprechen, die bereits unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 4 beschrieben worden sind, dieselben Bezugs­ zeichen, wobei jedoch die Ziffer "2" vorangesetzt ist. Die vorstehende Beschreibung ist also insoweit anwendbar, wie es sich nicht um nachfolgend beschriebene Unterschie­ de handelt.

Verglichen mit der in Fig. 2 bis 4 gezeigten Maschine weist die in den Fig. 8 bis 9 gezeigte Maschine einen wei­ teren Hebel 239 auf, der nachfolgend als Klemmhebel be­ zeichnet wird. An einem Ende des Klemmhebels 239 weist der Klemmhebel einen Anlenkungspunkt 240 am Maschinenrahmen auf. Am anderen Ende des Hebels ist eine Klemme 241 vorge­ sehen, welche an einem Werkstück 225 angreifen kann. Die Anordnung ist so getroffen, daß die Klemme auf das Werk­ stück eine Kraft aufbringen kann, die so betrachtet werden kann, als ob sie an dem Kontaktpunkt zwischen einer Prüf­ spitze 226 und dem Werkstück wirkte und entlang der Bewe­ gungsbahn der Prüfspitze gerichtet ist. Der Klemmhebel ist mit einem Zusatzbelastungshebel 229 durch eine hydraulische Kolbenzylindereinheit 242 verbunden. Wenn die in Fig. 8 und 9 gezeigte Vorrichtung für die Inbetriebnahme vorbereitet ist, so drückt die Prüfspitze 226 mit der Ursprungslast auf das Werkstück 225. Die Kolbenzylindereinheit 242 ist ausge­ fahren, so daß die durch Gewichte 231 ausgeübte Last auf den Klemmhebel 239 wirkt, nicht aber auf einen Prüfpitzen­ hebel 227. Das Werkstück 225 wird auf diese Weise durch die Klemme oder die Backen 241 gegen eine Abstützung 224 gedrückt. Die mechanische Anordnung ist so getroffen, daß die Kraft, welche auf das Werkstück durch die Klemme ausgeübt wird, gleich der zusätzlichen Last ist, die nachfolgend auf die Prüfspitze 226 aufgebracht wird, um so die Tiefe des Ein­ druckes in dem Werkstück zu erhöhen.

Um auf die Prüfspitze 226 die Zusatzbelastung aufzubringen, wird die Kolbenzylindereinheit 242 eingefahren. Die Klemme 241 wird hierdurch von der Last, die durch die Gewichte 231 erzeugt wird, befreit. Es ist zu beachten, daß das Aufbrin­ gen der Zusatzbelastung auf die Prüfspitze in keiner Weise durch eine Vergrößerung in der auf das Werkstück auf der Abstützung 224 ausgeübten Druck oder durch irgendein An­ wachsen der Belastung, der die Abstützung 224, eine Schrau­ benspindel 222 und der Maschinenrahmen ausgesetzt sind, begleitet ist. Dementsprechend lassen sich Fehler, die aus einer Deformation dieser Bauteile oder aus einem Kollabie­ ren der unteren Fläche des Werkstückes und einer Zusatzbelastung resultieren, vermeiden. Die Zusatzbelastung wird von der Prüfspitze abgenommen, indem die Kolbenzylindereinheit 242 wieder ausgefahren wird, wodurch eine gleiche Belastung durch die Klemme 241 auf das Werkstück aufgebracht wird.

Claims (5)

1. Härteprüfmaschine, mit einer Abstützung für einen zu prüfenden Gegenstand, einer Prüfspitze, die beim Prüf­ vorgang einen Eindruck in dem Gegenstand bildet, einem Prüfspitzenhebel, an dessen einem Ende die Prüfspitze angebracht ist und welcher in der Prüfmaschine gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anlenkungspunkt (28) des Prüfspitzenhebels (27) im Bereich des gegenüber­ liegenden Endes vorgesehen ist, daß ein Zeiger (36) zum Anzeigen einer Bewegung der Prüfspitze (26) vor­ gesehen ist, wenn diese gegen den zu prüfenden Gegen­ stand gedrückt wird, daß, um die Härte innerer Flächen von Werkstücken zu testen, der Zeiger (36) mit dem Prüfspitzenhebel (27) an einer Stelle verbunden ist, die sich zwischen der Prüfspitze (26) und dem Anlenkungs­ punkt (28) befindet, und daß eine Einrichtung (29, 31, 33) zum Aufbringen einer Last auf den Prüfspitzenhebel (27) an einer Stelle, die sich ebenfalls zwischen der Prüf­ spitze (26) und dem Anlenkungspunkt (28) befindet, vor­ gesehen ist.

2. Härteprüfmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung, die den Zeiger (36) mit dem Prüf­ spitzenhebel (27) verbindet, einen Verstärkungshebel (34) aufweist, der so angeordnet ist, daß er die Bewegung des Prüfspitzenhebels (27) vergrößert und diese vergrößerte Bewegung auf den Zeiger (36) überträgt.

3. Härteprüfmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärkungshebel (134) eine mit der Oberfläche eines auf einer Abstützung (124) befindlichen, durch die Prüfspitze (126) beaufschlagten Gegenstandes (125) in Kontakt bringbaren Fühler (138) aufweist, wodurch die Bewegung der Gegenstandsoberfläche auf den Verstärkungshe­ bel (134) übertragbar ist.

4. Härteprüfmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Klemme (241) zum Aufbringen einer Last auf einen auf der Abstützung (224) ruhenden Gegenstand (225) vorgesehen ist und die Einrichtung zum Aufbringen einer Last auf den Prüfspitzenhebel (227) so ausgelegt ist, daß die Last von der Klemme (241) auf die Prüfspitze (226) übertragen wird.

5. Härteprüfmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemme (241) durch einen Klemmhebel (239) getragen ist und die Einrichtung zum Übertragen der Last eine Kolbenzylindereinheit (242) aufweist, die zwischen dem Klemmhebel (239) und einem Bauteil (229) angeordnet ist, durch welches die Last auf die Prüfspitze (226) übertragen wird.