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Härteprüfer mit auswechselbaren Eindringkörpern für die Rockwellsche
und eine Art Brinellsche Probe Statische Härteprüfer mit Eindringtiefenmesser, welche
die Eindrucktiefe der Prüfspitze während des Versuches selbsttätig an einer Anzeigevorrichtung
erkennen -lassen, sind bekannt. In erster Linie sind-hier die Härteprüfer zu nennen,
bei denen die Tiefenmessung nach der Tiefenunterschiedsmethode oder dem sogenannten
Roekwellverfahren erfolgt. Bei diesem Meßv erfahren wird die Prüfspitze auf das
in die Presse eingeführte Prüfstück zunächst mit einer geringen Vorlast aufgesetzt,
welche als Ausgangspunkt für die Tiefenmessung dient. Sodann wird die Prüfspitze
mit dem vollen Prüfdruck belastet -und wieder auf den Wert der Vorlast entlastet.
Dabei wird der Weg der Prüfspitze gegenüber dem festen Gestell der Presse, auf welchem
der Prüfkörper aufliegt, durch eine Meßuhr gemessen. Der Tiefenmesser ist also hier
am -Gestell der Presse selbst befestigt und mißt die Bewegung des Prüfstempels gegenüber
der Presse. Solange nun in der Presse und am Prüfstück keine oder nur rein elastische
Formänderungen auftreten, die beim Entlasten wieder verschwinden, ist der Weg der
Prüfspitze nur durch die Eindringtiefe bedingt, die -Anzeige der Meßuhr also richtig.
Entstehen aber am Prüfstück auch außerhalb des. Eindruckes, .etwa an der Auflagerstelle,
bleibende Formänderungen oder macht. das Prüfstück während des Prüfvörganges irgendwelche
räumlichen Bewegungen gegenüber der Presse, so treten diese Beträge gleichfalls
an der Meßuhr in Erscheinung und werden als Eindringtiefe gewertet. Bei der geringen
für die Diamantspitze üblichen Belastung von ' r 5ö kg sowie bei den normalen Brinellasten
für die z,5-mm-Kugel bleibt dieser Fehler meist gering und kann vernachlässigt werden;
um so- mehr, als es sich in der Regel um bearbeitete Teile handelt, die satt auf
dem Widerlager aufliegen. Das Verfahren, bei dem als Prüfspitze ein Diamant öder
eine kleine Kugel Verwendung findet, hat sich daher für die Prüfung kleiner gehärteter
Teile, Werkzeuge usw. weitgehend eingeführt.
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Bei Anwendung desselben Tiefenmeßverfahrens für größere Prüflasten,
wie sie z. B. bei Benutzung von - Prüfkugeln mit einem Durchmesser von 5 oder zo
mm- erforderlich sind, nimmt jedoch der Fehler, der durch bleibende Formänderung
am Prüfstück oder durch räumliche Bewegungen desselben auftritt, unzulässige Größen
an. Es ist daher hierbei,ein anderes, an sich bekanntes Tief_ enmeßverfahren vorzuziehen,
bei dem nicht der Weg der Prüfspitze relativ zum Gestell der
Presse,
sondern der Weg der Prüfspitze relativ zur unverletzten Oberfläche des Prüfstückes
gemessen wird. Bei diesem Meßverfahren ist-das eigentliche Meßgerät, also die Meßuhr
mit Zubehör, am Prüfstempel befestigt und mit diesem beweglich. Zum Festhalten der
unverletzten Werkstückoberfläche dienen dabei besondere Fühlorgane, beispielsweise
drei voneinander - unabhängige Fühlstifte, die jede Bewegung des Werkstückes mitmachen.
Dadurch werden alle elastischen oder bleibenden Formänderungen des Prüfstückes sowie
räumlichen Bewegungen desselben, die beim Prüfen sperriger Stücke unvermeidlich
sind, ausgeschlossen. Diese Tiefenmeßmethode versagt jedoch bei der Prüfung kleiner
bearbeiteter Teile, da diese in der Regel keine genügende Auflagefläche für die
Fühlorgane besitzen, also gerade da, wo nach obigem das zuerst geschilderte Rockwellverfahren
am Platze ist.
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Aus diesem Überblick ergibt sich, daß für die technische Härteprüfung
in der Regel zwei Prüfgeräte erforderlich sind, die sich nicht nur durch die Größe
der aufgewendeten Prüflast, sondern insbesondere durch die Tiefenmeßmethode unterscheiden.
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Es sind ferner Härteprüfer bekannt, die beide Proben, nämlich die
Rockwellsche und Brinellsche, auszuüben erlauben, letztere in der Abänderung, daß
die Eindringtiefe selbst als Härtemaß dient, und bei denen zu diesem Zweck der Eindringstempel
auswechselbar ist. Die Eindringtiefe wird in beiden Fällen durch die Verschiebung
des Eindringstempels gegenüber dem Gehäuse an derselben Meßuhr gemessen. Das hat
bei der Brinellschen Probe wegen der hohen Prüflasten die bereits oben angegebenen
Nachteile.
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Die Erfindung umgeht diese Schwierigkeit auf folgende Weise. Es wird
eine die Meßuhr und den Fühlhebel derselben tragende Umschaltvorrichtung angeordnet,
die, je nachdem die eine oder andere Probe auszuführen ist, entweder mit dem Prüfstempel
oder mit dem Gestell der Presse fest verbunden wird. Der Fühlhebel kann dabei in
an sich bekannter Weise durch eine Aussparung des Prüfstempels hindurchgreifen.
Gleichzeitig wird durch diesen Kunstgriff erreicht, daß auch der Umlaufsinn der
Tiefenmeßuhr 'für beide Verfahren richtig ist, daß also mit einer Teilung und Bezifferung
der Meßuhr auszukommen ist. Bei der Anwendung des Rockwellverfahrens ist der Tiefenmesser
am Ständer der Presse fest. Der Zeiger der Uhr dreht sich mit zunehmender Eindringtiefe
linksläufig, und die abgelesenen Härtezahlen werden mit zunehmender Eindringtiefe
kleiner, entsprechend der Festsetzung der Rockwellhärte, die dem weicheren Stoff
die kleinere Härtezahl zuordnet. Umgekehrt wird bei der von der unverletzten Prüfstückoberfläche
ausgehenden unmittelbaren Tiefenmessung der Tiefenmesser am Prüfstempel festgelegt.
Die Meßuhr dreht sich mit zunehmender Eind'ringtiefe im Uhrzeigers.inn, und die
abgelesenen Werte zeigen die Eindringtiefe unmittelbar in Bruchteilen eines Millimeters.
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Der Erfindungsgegenstand ist in den Abb. i und 2 in einem Ausführungsbeispiel
dargestellt, und zwar zeigt Abb. i die Schaltung bei Anwendung des Rockwellverfahrens,
Abb. 2 die Anwendung bei unmitelbarer Tiefenmessung. Der bewegliche' Prüfstempel
i, welcher die Prüflast auf die Prüfspitze 2 oder die Prüfkugel 3 überträgt, ist
mit Spiel von einem Gehäuse q. umgeben, welches die Tiefenmeßeinrichtung enthält.
Indem Gehäuse 4. ist in bekannter Weise ein Fühlhebel 5 gelagert, der durch eine
Aussparung des Prüfstempels i durchgreift und mit seinem freien Ende den Taststift
der an q. befestigten Meßuhr 6 berührt, während die in der Prüfstempelachse gelegene
Fühlspitze 7 die Eindringbewegung iri wahrer Größe mitmacht. Setzt man nun nach
Abb. i die Prüfspitze 2 für die Rockwellprobe ein, so ist das Gehäuse q. lose und
muß durch den am Ständer 8 geführten Gewindering nach unten gegen den gleichfalls
am Ständer befestigten Ring io gepreßt werden, bis es am Ständer festliegt. Korrespondierende
Konusflächen am Ring 9 und Gehäuse q. sorgen dabei für eine Zentrierung des Tiefenmessers
zur Prüfstempelachse. Die Prüfspitze :2 besitzt eine hatte und ebene Fühlfläche
i i, auf welcher die Fühlspitze 7 des Hebels 5 aufliegt und jede Bewegung von 2
in an sich bekannter Weise in entsprechender Vergrößerung auf die Meßuhr 6 überträgt.
Wie ersichtlich, dreht sich der Meßuhrzeiger 6 mit zunehmender Tiefe entgegengesetzt
dem Uhrzeigersinn.
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Setzt man nach Abb. 2 die Prüfkugel 3 für Versuche mit unmittelbarer
Tiefenmessung ein, so faßt deren überstehender Bund 1q. unter das Gehäuse q. und
spannt dieses am Prüfstempel i fest, wobei wieder entsprechende Konusflächen zentrierend
wirken. Der Gewindering 9 muß dabei nach oben vom Gehäuse q. abgehoben werden. Die
Fühlspitze 7 liegt in bekannter Weise auf einem Plättchen 12 auf, welches seinerseits
auf Fühlstiften 13 ruht, die symmetrisch zur Prüfkugel den Halter 3 durchsetzen
und die unverletzte Werkstückoberfläche berühren. Die Eindringtiefe wird wieder
in entsprechender Vergrößerung auf die Meßuhr.6 weitergeleitet. Wie ersichtlich,
dreht sich der Meßuhrzeiger mit zunehmender Eindringtiefe rechtsläufig, zeigt diese
also unmittelbar in Millimetern an.
Es sei noch darauf hingewiesen,
daß mit dem vorliegenden neuen Tiefenmesser die Höhe des sich an der Prüfstelle
bildenden Randwulstes bzw. die Tiefe der an einigen Werkstoffen auftretenden Einsenkung
nicht mitberücksichtigt wird. Bei Anwendung des Tiefenmessers nach dem Rockwellverfahren
(bei kleinen Prüfbelastungen) bleibt die Vernachlässigung des Randwulstes bzw. der
Einsenkung wegen der dabei erzeugten winzigen Eindrücke praktisch ohne Einfluß auf
das Meßergebnis, jedoch nicht im Falle der Anwendung des Tiefenmessers bei unmittelbarer
Tiefenmessung bei größeren Prüfbelastungen. Aus diesem Grunde dienen die bei der
zweiten Anwendungsart des neuen Tiefenmessers abgelesenen Eindringtiefen nicht zur
Bestimmung einer nach Din 1605 definierten Brinellhärtezahl, sondern lediglich selbst
als annähernde Härtevergleichszahlen.