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Beschreibung:
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Die Erfindung betrifft eine Halterung für ein Meß- und/oder PrUfgerät,
insbesondere ein Härteprüfgerät.
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In zunehmendem Maße ergibt sich die Notwendigkeit, daß an Konstruktionen
und Bauteilen unmittelbar auf der Baustelle Prüfungen und Messungen durchgeführt
werden müssen, sei es, daß die Konstruktionen insgesamt oder aus vorgefertigten
Teilelementen auf der Baustelle errichtet werden oder aber vorgefertigte Teile an
bereits vorhandene Bauteile nachträglich angefügt werden. So ist es beispielsweise
ed6rderlich, daß die Schweißnähte an Rohrleitungen von Uberdrucksystemen, Behältern
od.dgl. einer Härteprüfung unterworfen werden müssen, um eine sichertechnische Beurteilung
der betreffenden Schweißnaht zu erleichtern. Die bisher übliche Härteprüfung, bei
der mit einem tragbaren Härteprüfgerät im Randbereich einer Schweißnaht in undefinierten
Abständen die Härte gemessen wurde, erlaubt keine zuverlässige Messung der Härtespitzen
der Schweißnaht, da die kritischen Gefügezonen der Schweißnaht wegen ihrer geringen
räumlichen Ausdehnung gar nicht oder nur rein zufällig erfaßt werden.
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Ein weiteres Problem besteht darin, daß die zu untersuchenden Bauteile
keine ebenen Oberflächen sondern oft räumlich gekrümmte Oberflächen darsillen, wobei
undefinierte räumliche Verkrümmungen der Oberfläche auch durch Formgebungsfehler
bei
sonst genau definierten geometrischen Oberflächen auftreten können.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Halterung für ein Meß-
und/oder Prüfgerät, insbesondere ein Härteprüfgerät zu schaffen, das ein gezieltes
Anfahren der PrUfstellen durch Verschieben im Mikrometerbereich gestattet.
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Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch wenigstens einen
Haftkörper, eine mit dem Haftkörpernerbundene Traverse, die Befestigungsmittel für
das Prüfgerät aufweist, sowie durch mit dem Haftkörper einerseits und der Traverse
andererseits in Verbindung stehende Führungen, die eine gezielte Verschiebung des
Prüfgerätes in den beiden Koordinaten einer Ebene gestatten, wobei die Führungen
mit Feineinstellmitteln zur Erzeugung von Verschiebungen im Mikrometerbereich versehen
sind. Verbindet man beispielsweise ein tragbares, mit einem Meßmikroskop verbundenes
Härteprüfgerät üblicher Bauart mit der Traverse und setzt das so mit der erfindungsgemäßen
Halterung verbundene Prüfgerät zur Untersuchung einer Schweißnaht auf die Wandung
eines Behälters auf, so kann sie, nachdem die zu untersuchende Zone der Schweißnaht
als metallographischer Schliff vorbereitet worden ist, auf ihre Härte geprüft werden.
Hierbei wird zunächst mit Hilfe des Meßmikroskopes, das in den zwei Koordinaten
der Prüfebene mit Hilfe der Feineinstellmittel verschoben werden kann, die zu prüfende
Zone im
Randbereich der Schweißnaht exakt angefahren. Anschließend
wird der überlicherweise einschwenkbar mit dem Gerät verbundene Prüfkörper in seine
Arbeitsposition eingeschwenkt und dann die Prüflast aufgebracht. Da die Feineinstellmittel
Verschiebungen im Mikrometerbereich gestatten, kann in der in Betracht kommenden
Prüfzone, durch mehrere Prüfeindrücke in definierten Positionen und Abständen der
Härteverlauf in der kritischen Zone einer Schweißnaht ermittelt werden. Dadurch,
daß über die Traverse das Prüfgerät in beiden Koordinaten parallel zur Prüfebene
verstellt werden kann, ist es möglich, nicht nur in der schmalen Zone quer zum Verlauf
der Schweißnaht die Prüfeindrücke vorzunehmen, sondern in gleicher Weise kann auch
in geringem Abstand neben einer ersten Reihe von Prüfeindrücken eine zweite oder
weitere Reihe von Prüfeindrücken vorgenommen werden, ohne daß die Halterung hierzu
umgesetzt werden muß. Außerdem ist es möglich, dem nicht geradlinigen Verlauf der
kritischen Zone der Schweißnaht zu folgen.
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Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Halterung lassen sich somit Jederzeit
reproduzierbare Härteprüfwerte ermitteln.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zwei
Haftkörper vorgesehen sind, auf denen sich die Traverse Jeweils mit einem Ende abstützt,
daß für die Bewegung in Längsrichtung die Traverse mit den Haftkörpern
über
je eine Schlittenführung in Verbindung steht, wobei wenigstens eine Schlittenführung
mit einer Mikrometerschraube als Feineinstellmittel versehen ist, und daß für die
Bewegung quer zur Traverse die Traverse mit einem Haftkörper über ein Gelenk und
mit dem anderen Haftkörper über eine Schlittenführung in Verbindung steht, die senkrecht
zur zugehörigen Schlittenführung für die Längsbewegung ausgerichtet ist und die
mit einer Mikrometerschraube als Feineinstellmittel versehen ist. Diese Ausgestaltung
stellt eine besonders günstige Bauform dar, da einmal für die Bewegung in Längsrichtung
der Traverse eine relativ lange Schlittenführung vorgesehen werden kann, so daß
beispielsweise bei der Härteprüfung von Schweißnähten über die Bewegung in Längsrichtung
in einer Aufspannung der Halterung ein verhältnismäßig langes Stück der Schweißnaht
geprüft werden kann. Die Bewegung quer zur Schweißnaht erfolgt durch eine Schwenkbewegung
um das Gelenk an dem einen Haftkörper. Da quer zur Schweißnaht nur geringe Stellwege
erforderlich sind, ist es ohne Bedeutung, wenn die Querbewegung streng genommen
nicht geradlinig ist, sondern auf einem Kreisbogen erfolgt. Der Vorteil dieser Ausgestaltung
liegt außerdem darin, daß für die gesamte Anordnung über das Gelenk an dem einen
Haftkörper ein Festpunkt gegeben ist.
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In vorteilhafter weiterer Ausgestaltung ist ferner vorgesehen,
daß
die Befestigungsmittel für das Meßgerät über Höheneinstellmittel mit der Traverse
verbunden sind. Dies hat den Vorteil, daß das Gerät auch bei stark gekrümmten Oberflächen,
seien diese konvex oder konkav, in der erforderlichen Höhe genau eingestellt werden
kann, ohne daß an der Gesamtanordnung etwas geändert zu werden braucht.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen,
daß ein Haftkörper über ein Kugelgelenk und der andere Haftkörper über ein Drehgelenk
mit der Jeweiligen Traversenführung verbunden ist, wobei die Achse des Drehgelenkes
in der Bewegungsebene der Traverse liegt, Jedoch quer zur Traversenlängsrichtung
verläuft. Diese Ausgestaltung erlaubt in einfacher Weise die Anpassung an Jeden
beliebigen Verlauf der Oberfläche des zu prüfenden Bauteils bei gleichzeitiger Autichtung
der Achse des Prüfgerätes senkrecht zur Prüfebene.
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Die Ausgestaltung der Haftkörper ist in vielfältiger Weise möglich.
So können gemäß einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung die Haftkörper durch an sich
bekannte Naturmagnete gebildet werden. Da Naturmagnete als Haftkörper bei den in
Frage kommenden Abmessungen eine hohe Oberflächengüte des Bauteiles erfordern, ist
gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die
Haftkörper durch Elektromagnete gebildet werden.
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Bei etwa gleichen Abmessungen wie Naturmagnete läßt sich mit Hilfe
von Elektromagneten ein mehrfaches an Haftkraft aufbringen, so daß sich selbst bei
Bauteilen mit unregelmäßiger Oberflächenstruktur eine ausreichende Haftkraft für
die Halterung erzielen läßt. Durch Schaltmittel, die unmittelbar am Gerbt vorgesehen
sein können, wird die Stromzufuhr zu den Energieversorgungseinheiten der Elektromagnete
ein- bzw. ausgeschaltet.
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Für die Prüfung an nichtmagnetischen Werkstoffen ist es vorteilhaft,
wenn die Haftkörper durch Saugelemente gebildet werden. Weisen die zu prüfenden
Bauteile eine glatte Oberfläche auf, so können Saugelemente nach Art der bekannten
Gummisauger eingesetzt werden, die entweder die Saugkraft durch einfaches Aufdrücken
oder aber durch ein mechanisches Verspannen der Saugscheibe bewirken. Bei nicht
genügend glatten Oberflächen kann die Haftkraft durch entsprechende Saugnäpfe aufgebracht
werden, die an eine Unterdruckquelle angeschlossen sind.
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Für kleinformatige Bauteile, die jedoch wegen ihrer ortsfesten Verankerung
auf der Baustelle geprüft werden müssen, wie beispielsweise Schweißnähte an Rohrleitungen
für Hochdrucksysteme, kann es zweckmäßig sein, wenn die Haftkörper als Klemmelemente
ausgebildet sind oder über mit den Haftkörpern anderer Bauart verbindbare Klemmelemente
mit dem zu prüfenden Bauteil verbunden sind.
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Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles
näher erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht, Fig. 2 eine Aufsicht auf
eine mit einem Härteprüfgerät verbundene Halterung.
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Ein MeB- oder Prüfgerät 1, beispielsweise ein Härteprüfgerät mit Meßmikroskop,
ist an einer Traverse 2 in Richtung des Pfeiles 3 höheneinstellbar gelagert. Das
Meßgerät kann entweder fest mit der Traverse 2 verbunden sein oder aber über nicht
näher gezeigte Befestigungsmittel lösbar mit dieser Traverse 2 verbunden sein.
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Im letzteren Fall sind die Befestigungsmittel höheneinstellbar, wobei
entsprechende, nicht näher dargestellte Höheneinstellmittel, beispielsweise eine
Mikrometerschraube od. dgl. vorgesehen sein können.
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Die Traverse 2 ist an ihren beiden Enden in Schlittenführungen 4 gehalten,
die eine Bewegung in Längsrichtung der Traverse (Doppelpfeil 5) gestatten. Über
ein Feineinstellmittel 6, beispielsweise eine Mikrometerschraube, läßt sich eine
Verschiebung des durch die nicht näher dargestellte Prüfspitze des Meßgerätes definierten
Aufsetzpunktes 7 auf der Prüfoberfläche 8 durchfuhren.
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Die beiden Schlittenfhrungen 4, 4' stehen mit zwei Haftkörpern 9,
10 in Verbindung. Die beiden Haftkörper 9, 10 werden beispielsweise durch Elektromagnete
gebildet, die über nicht näher dargestellte Stromzuleitungen mit Energie versorgt
werden. Die Schlittenführung 4' ist hierbei mit dem Haftkörper 9 über ein Drehgelenk
11 mit vertikaler Drehachse und ein Kugelgelenk 12 verbunden. Die Schlittenführung
4 ist dagegen über eine weitere Schlittenführung 13, deren Bewegungsachse senkrecht
zur Bewegungsachse 5 der Schlittenführung 4 verläuft, verbunden. Der feststehende
Teil 13' der Schlittenführung 13 ist hierbei über ein Drehgelenk 14 mit dem Haftkörper
10 verbunden, wobei die Drehachse dieses Drehgelenkes 14 parallel zur Prüfoberfläche
8 und quer zur Längsrichtung der Traverse 2 verläuft. Auch die Schlittenführung
13 ist mit einem Feineinstellmittel 15, beispielsweise einer Mikrometerschraube
versehen, so daß eine Bewegung in Richtung des Doppelpfeiles 16 möglich ist.
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Die Halterung wird wie folgt eingestellt: Nachdemdas Meß-oder Prüfgerät
fest mit der Traverse 2 verbunden ist, wird dieses über die höhenverstellbare Führung
17 zunächst angehoben und dann die gesamte Anordnung mit Hilfe der beiden Haftkörper
9, 10 auf die Prüfoberfläche aufgebracht.
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Handelt es sich bei der Prüfoberfläche um einen ferromagnetischen
Werkstoff, so wird bei Haftkörpern mit Naturmagneten
oder bei
Haftkörpern mit Elektromagneten die magnetische Energie aktiviert, so daß die Halterung
mitsamt dem Prüfgerät auf der Oberfläche unverrückbar gehalten wird. Anschließend
wird das Prüfgerät auf die erforderliche Höhe gegenüber der Prüfoberfläche 8 abgesenkt
und die Prüfzone angefahren. Handelt es sich hierbei um eine Härteprüfung an Schweißnähten,
so wird die Prüfzone vor dem Aufsetzen der Halterung als metallographischer Schliff
vorbereitet, damit durch das mit dem Prüfgerät 1 verbundene Meßmikroskop die GefUgeausbildung
im kritischen Randbereich der Schweißnaht sichtbar wird und die Meßstelle zum Aufbringen
der Prilfspitze 7 genau angefahren werden kann. Das Anfahren der Meßstelle erfolgt
hierbei über die beiden Einstellmittel 6 und 15, die es wegen der Verstellmöglichkeit
im Mikrometerbereich gestatten, die HUrteprUfung an mehreren definierten Meßpunkten
innerhalb und in Randbereichen der kritischen Gefügezonen durchzuführen.
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Die Querbewegung in Richtung des Pfeiles 16 erfolgt strenggenommen
auf einer Kreisbahn, da bei einem Verschieben der Schlittenführung 13 sich das betreffende
Ende der Traverse 2 um das feststehende Gelenk 11 verschwenkt. Da die in Betracht
kommenden Querbewegungen sich. über eine Länge von nur wenigen Millimetern erstrecken,
kann die Krümmung der Bewegungsbahn vernachlässigt werden.
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Das Kugelgelenk 12 und das Drehgelenk 14 zwischen den Führungen der
Traverse und den Haftkörpern ermöglichen die Befestigung der Halterung auf beliebig
gekrümmten Prüfoberflächen. Hierbei kann das Kugelgelenk 12 auch gleichzeitig die
Funktion des beschriebenen Drehgelenkes 11 mit übernehmen, so daß dieses Je nach
Ausführungsform auch entfallen kann.
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Der Einsatz der erfindungsgemäßen Halterung ist nicht auf den beschriebenen
Anwendungsfall der Härteprüfung beschränkt, sondern diese Halterung kann für alle
Meß-und Prüfgeräte Anwendung finden, bei denen eine Verschiebung des Aufsatzpunktes
des Meß- oder Prüfgerätes im Mikrometerbereich erforderlich ist. Die Verschiebung
erfolgt hierbei in der Regel in zwei senkrecht zueinander stehenden Koordinaten
der Prüfebene. Bildet man das Höheneinstellmittel an der Traverse ebenfalls als
Feineinstellmittel, beispielsweise als Mikrometerschraube aus, so läßt sich auch
eine räumliche Verstellung der MeB- oder Prüfspitze in einer Koordinatenachse senkrecht
zur Prüfoberfläche bewirken.
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An Stelle der Abstützung der Traverse 2 auf zwei Haftkörper ist es
auch möglich, die Traverse freitragend, beispielsweise nur mit einem Haftkörper
zu verbinden.
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Hierbei entfiele der mit dem Haftkörper 9 verbundene Traversenteil,
so daß das Prüfgerät 1 an dem freitragenden,
mit den Schlittenführungen
4 und 13 verbundenen Traversenteil befestigt wäre. Hierbei entfile entweder das
Gelenk 14 vollständig oder aber zur besseren Anpassung an ungünstig gekrümmte Prüfoberflächen
müßte das Gelenk 14 mit einer Feststelleinrichtung versehen sein. Die Funktionsweise
dieser Ausührungsform für die erfindungsgemäße Halterung entspricht im übrigen der
Funktionsweise der anhand der Fig. 1 beschriebenen Halterung. Lediglich die Querbewegung
in Richtung des Pfeiles 16 würde genau geradlinig verlaufen.