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Die Erfindung betrifft eine Halterung für ein Meß- und/oder Prüfgerät, 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 teilweise vorgefertigten Teilelemente auf der Baustelle errichtet werden oder aber vorgefertigte Teile an bereits vorhandene Bauteile nachträglich angeführt werden. So ist es beispielsweise erforderlich, daß die Schweißnähte an Rohrleitungen von Überdrucksystemen, Behältern od. dgl. einer Härteprüfung unterworfen werden müssen, um eine sicherheitstechnische 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 darstellen, wobei undefinierte räumliche Verkrümmungen der Oberfläche auch durch Formgebungsfehler bei sonst genau definierten geometrischen Oberflächen auftreten können.
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Für die Befestigung von Meßuhren an metallischen Werkstücken sind ferner sogenannte Magnet-Meßstative bekannt, die einen schaltbaren Naturmagneten aufweisen, der mit einem Haltestab verbunden ist, an dem über eine Klemmschraube einstellbar ein Arm befestigt ist, an dessen freien Ende ein Halteelement zur Aufnahme der Meßuhr vorgesehen ist. Die Meßstative sind jedoch so ausgelegt, daß sie als Reaktionskraft lediglich die Kräfte aufnehmen können, die zur Überwindung der Federkraft der Rückstellfeder der Meßuhr erforderlich sind, also nur sehr geringe Kräfte. Alle größeren Kräfte würden eine Auslenkung des Stativs und damit entsprechende Meßungenauigkeiten nach sich ziehen. Weder von der Größe noch von der Stabilität sind diese bekannten Magnet-Meßstative geeignet, ein Prüfgerät von der Größe und vom Gewicht eines Härteprüfgerätes zu tragen und die bei der Durchführung der Härteprüfung auftretenden zusätzlichen Reaktionskräfte aufzunehmen.
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Aus der DE-AS 20 29 715 ist eine Präzisionsverstelleinrichtung für optische Geräte bekannt, die im wesentlichen aus zwei in einer Ebene kreuzweise gegeneinander bewegbaren Schlitten besteht, die über Mikrometerschrauben verstellbar sind. Dieser vorbekannten Verstelleinrichtung fehlen jedoch alle Halteelemente, die für den Einsatz einer mobilen Halterung für Meß- und Prüfgeräte, insbesondere eines mobilen Härteprüfgerätes zur Überprüfung von großformatigen Bauteilen, wie Kesseln und dergleichen, erforderlich sind.
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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 Prüfstellen durch Verschieben im Mikrometerbereich gestattet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Verbindet man beispielsweise ein tragbares, mit einem Meßmikroskop verbundenes Härteprüfgerät üblicher Bauart mit einer Traverse und setzt das so mit der Halterung verbundene Meß- und/oder 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 üblicherweise schwenkbar mit dem Meß- und/oder Prüfgerät verbundene Prüfkörper in seine Arbeitsposition geschwenkt 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 Meß- und/oder 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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Die erfindungsgemäße Bauform ist besonders günstig, weil 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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Die feste Arretierung der Halterung auf dem zu prüfenden Bauteil mit der einen relativ weiten Bereich überstreichenden Verstelleinrichtung gewährleistet die Ermittlung von jederzeit reproduzierbaren Härteprüfwerten, da die Halterung die Reaktionskräfte zwischen Bauteil und Prüfdruck zuverlässig aufnimmt.
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Die Befestigungsmittel für das Meß- und/oder Prüfgerät sind über Höheneinstellmittel mit der Traverse verbunden, dadurch kann das vorgenannte Gerät auch bei stark gekrümmten Oberflächen, seien diese konvex oder konkav, in der erforderlichen Höhe genau eingestellt werden, 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 Ausrichtung der Achse des Prüfgerätes senkrecht zur Prüfebene.
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Die Ausgestaltung der Haftkörper ist in vielfältiger Weise möglich. Sie können durch an sich bekannte Naturmagnete gebildet werden. Da Naturmagnete als Haftkörper bei den in Frage kommenden Abmessungen eine hohe Oberflächengüte des Bauteiles erfordern, können die Haftkörper auch 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 Meß- und/oder Prüfgerät vorgesehen sein können, wird die Stromzufuhr zu den Energieversorgungseinheiten der Elektromagnete ein- bzw. ausgeschaltet.
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Weisen zu prüfende Bauteile aus nichtmagnetischen Werkstoffen 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, ist es zweckmäßig, die Haftkörper selbst als Klemmelemente oder über mit den Haftkörpern anderer Bauart verbindbare Klemmelemente auszubilden.
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Die Erfindung wird anhand schematischer Zeichnungen eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt
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Fig. 1 eine Seitenansicht,
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Fig. 2 eine Aufsicht auf eine mit einem Härteprüfgerät verbundene Halterung.
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Ein Meß- und/oder Prüfgerät 1, beispielsweise ein Härteprüfgerät mit Meßmikroskop, ist an einer Traverse 2 in Richtung des Pfeiles 3 höheneinstellbar gelagert. Das Meß- und/oder Prüfgerät 1 kann entweder fest mit der Traverse 2 verbunden sein oder aber über nicht näher gezeigte Befestigungsmittel lösbar mit dieser Traverse 2 verbunden sein. Im letzteren Fall sind die Befestigungsmittel höheneinstellbar, wobei entsprechende, nicht näher dargestellte Höheneinstellmittel 17, 17&min;, beispielsweise eine Mikrometerschraube od. dgl. vorgesehen sein können.
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Die Traverse 2 ist an ihren beiden Enden in Schlittenführungen 4, 4&min; gehalten, die eine Bewegung in Längsrichtung der Traverse 2 ( Doppelpfeil 5) gestattet. Über ein Feineinstellmittel 6, beispielsweise eine Mikrometerschraube, läßt sich eine Verschiebung des durch die nicht näher dargestellte Prüfspitze 7 des Meß- und/oder Prüfgerätes 1 definierten Aufsetzpunktes auf der Prüfoberfläche 8 durchführen.
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Die beiden Schlittenführungen 4, 4&min; 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&min; 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&min; 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:
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Nachdem das Meß- und/ oder Prüfgerät 1 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 8 aufgebracht. Handelt es sich bei der Prüfoberfläche um einen ferromagnetischen Werkstoff, so wird bei Verwendung von Naturmagneten oder Elektromagneten als Haftkörper die Halterung mitsamt dem Meß- und/oder Prüfgerät 1 auf der Prüfoberfläche 8 unverrückbar gehalten wird. Anschließend wird das Meß- und/oder Prüfgerät 1 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 Gefügeausbildung im kritischen Randbereich der Schweißnaht sichtbar wird und die Meßstelle zum Aufbringen der Prüfspitze 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 Härteprüfung 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 Drehgelenk 11 verschwenkt. Da die in Betracht kommenden Querbewegungen 16 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 Schlittenführungen 4, 4&min;, 13, 13&min; der Traverse 2 und den Haftkörpern 9, 10 ermöglichen die Befestigung der Halterung auf beliebig gekrümmten Prüfoberflächen 8. Hierbei kann das Kugelgelenk 12 auch gleichzeitig die Funktion des beschriebenen Drehgelenkes 11 mit übernehmen, so daß diese je nach Ausführungsform auch entfallen kann.