DE741981C - Verfahren und Vorrichtung zur laufenden Pruefung der Haerte von kleinen gehaerteten Stahlkoerpern gleicher Abmessungen - Google Patents

Description

• Verfahren und Vorrichtung zur laufenden Prüfung der Härte von kleinen gehärteten Stahikörpern gleicher Abmessungen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur laufenden Prüfung der Härte von Stahlkörpern gleicher Abmessungen.
• Härteprüfungen werden allgemein nach den mechanischen Prüfverfahren von B r i -nell, Rockwell, Vickers usw. durchgeführt. Für eine laufende Härteprüfung kleiner Teile gleicher Abmessungen, beispielsweise bei hohen Stückzahlen, erweisen sich die mechanischen Prüfverfahren als zu zeitraubend, weil für eine einwandfreie Härteprüfung bei den gebräuchlichen Geräten 15 bis 20 sec/Stück erforderlich sind. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß man durch eine Messung jeweils nur die Härte einer Meßstelle erhält, so daß man zu einer sicheren Erfassung des Prüfstückes gezwungen ist, an mehreren Meßstellen Prüfungen vorzunehmen.
• Es sind in der Praxis wiederholt Versuche unternommen worden, Zusammenhänge zwischen der mechanischen Härte und charakteristischen magnetischen Daten, wie Magnetisierung, Permeabilität, Koerzitivkraft und Hysteresisverlust, experimentell zu untersuchen. Allgemein zeigen eine Reihe von Baustählen und schwach legierten Stählen mit zunehmender mechanischer Härte, die durch mechanische oder thermische Behandlung bedingt ist. magnetisch eine entsprechende Verbreiterung der Hysteresisschleife. Diese Zusammenhänge sind jedoch bei verschiedenen Stahlsorten nicht einheitlich, sie sind für jeden interessierenden Fall durch eine besondere Untersuchung im einzelnen zu klären. Die in der Technik bekanntgewordenen Verfahren verwenden reine Magnetisierungsmessungen, bei denen Magnetisierung un Messung gleichzeitig stattfindet.
• Häufig finden in ähnlicher ÄVeise Gleich- oder Vechsel strommeßverfahren Anwendung, bei denen der vollständige Verlauf der Hysteresisschleife durch Einzelmessung oder Oszillogramm ermittel wird, wodurch dann Rückschlüsse auf charakteristische magnetische Werte, wie Permeabilität, Magnetisierung, Koerzitivkraft, Hysteresisverlust, möglich sind. Es sind aber auch Untersuchungsergebnisse bekanntgeworden, die zeigen, daß Permeabilitätsmessungen im Bereich höherer Härten versagen, während Koerzitivkraft und Remanenz noch eindeutige Härteabhängigkeiten ergeben.
• Von dieser Tatsache macht die Erfindung Gebrauch und schlägt vor, daß zur laufenden Prüfung der Härte von Stahlkörpern gleicher Abmessungen. dei einem elektrischen Magnetisierungsstrom ausgesetzt und hinsichtlich eines bestimmten vorgeschriebene Härtewertes geprfüft werden sollen, als Mnß für die Härte die Remanenz der Prüflinge gemessen wird. In der zur Ausübung dieses Härteprüfverfahrens vorgesehenen Xrorrichtung wird der Prüfling in bekannter Weise mittels Gleichstrom aufmagnetisiert und fällt dann in eine Meßspule. die den Niagnetismus anzeigt. Erfindungsgemäß ist die Vorrichtung so gestaltet. daß die Magnetisiereinrichtung aux einer senkrecht angeordneten Spule besteht, die im stromdurchflossenen Zustand den Prüfling in der Schwebe hält. Nach Abschaltung der Magnetisierung fällt der Prüfling unter den Einfluß der Schwerkraft mit einer bestimmten Geschwindigkeit durch die Meßspule hindurch, in der er infolge seiner Remanenz einen Spannungsimpuls hervorruft.
• Dieser Remanenzimpuls gelangt über einen Meßverstärer durch ein Kriechgalvanometer oder eine Glimmlampe zur Anzeige.
• Dabei gehört es mit zur Erfindung daß zur Erweiterung des Anzeigebereiches der den Impuls anzeigenden Glimmlampe die Eingangsstufe des an die Meßspule angeschalteten Verstärkers mit einer Spitzengleichrichtungsschaltung versehen ist. Dadurch ist es möglich, die Prüfung auf einen bestimmten Bereich (etwa oberhalb einer Härte von 300 Brinell) zu begrenzen, sofern die negative Gittervorspannung etwa der ersten Röhre so gewählt ist, daß nur Spannungsimpulse über eine gewisse Größe gleichgerichtet und verstärkt werden, während andere zufolge der Röhrencharakteristik unterdrückt werden. Zur Ermittlung des mittleren Härtewertes des Prüflings kann der Meßimpuls am Verstärkerausgang über einen Metallgleichrichter einem Kriechgalvanometer zugeführt werden, das unmittelbar eine Integration des gesamten Meßimpulses vornimmt und in Härtegraden geeicht werden kann.
• Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise veransdaulicht.
• Abb. 1 zeigt schematisch die Anordnung der Prüfvorrichtung: Abb. 2 ist das Diagramm des in der Meßspule induzierten Spailnungsimpulses; Abb. 3 zeigt die Schaltanordnung des Verstärkers mit angeschlossenem Ableseinstrument und Abb. 4 die Verstärkerschaltung mit angeschlossener Glimmlampe.
• Wie aus Abb. I ersichtlich, befinden sich auf einem senkrecht angeordneten nichtferromagnetischen SIetallrohr 2 zwei Spulen I und 3. Der zu prüfende Körper 4, z. B. eine Stahlbülse, wird in der Spule I durch Gleichstrom magnetisch gesättigt. In diesem Zustand schwebt der Körper 4 in definierter Höhe in dem Rohr 2. Nach Abschalten er Gleichstrommagnetisierung befindet sich das Prüfstück im Zustand der Remanenz und fällt unter dem Einfluß der Schwerkraft durch das Rohr 2 und die Meßspule 3 hindurch.
• Dieser Vorgang induziert in der Meßspule 3 einen Spannungsimpuls, wie er qualitativ in Abb. 2 dargestellt ist. Die SPannungsspitzen + Vmax und - Vmax sind nicht gleich, weil die Geschwindigkeit des Prüfkörpers 4 beim Durchgang durch die Spule 3 zunimmt. Der Spannungsimpuls wird einem sorgfältig stabilisierten dreistufigen Netzanschlußverstärker 5 zugeführt. Als Anzeigeinstrument dient ein Kriechgalvanometer 6 oder eine Glimmröhre 7.
• Die Abb. 3 und 4 zeigen den schematischen Verstärkeraufbau. 8. 9 und 10 sind die Zuführungen der Gittervorspannungen. Die Gittervorspannung 8 wird für eine C-Gleichrichtung entsprechend eingestellt. Uber die Klemme 1 1 erfolgt die Zuführung der Anodenspannung. Für die Anzeige sind zwei Schaltungen vorgesehen.
• Nach Abb. 3 wird die Endröhre des Verstärkers einem Transformator I2 angepaßt und die Amplitude über einen Trockengleichrichter 13 dem Kriechgalvanometer 6 zugeführt, das den Spannungsimpuls entsprechend der Charakteristik der ersten Röhre zur Anzeige bringt. Die Skala des Kriechgalvanometers kann direkt in Härtegraden geeicht werden. Durch Entdämpfung des Instrumentsystems geht der Anschlag sofort wieder auf Null zurück.
• Nach Abb. 4 wird die Endröhre über einen Widerstand I4 einer Glinimanzeigeröhre 7 (sogenannte Oszillographenröhre) angepaßt.
• Die Einstellung erfolgt in der Weise, daß jedes Prüfstück oberhalb einer vorgegebenen Härtegrenze durch einen hellen Glimmlichtblitz angezeigt wird. Durch sorgfältige Stahilisation der Verstärkerspannungen läßt sich eine Meßempfindlichkeit von I0 bis 20 Brinell bei einer festgelegten Härteprüfgrenze von etwa 360 Brinell erreichen. Der elektrische Anzeigeeffekt kann auch energiemäßig verstärkt und über ein Relaissystem zum Antrieb einer automatischen Aussortiervorrichtung benutzt werden.

Claims (5)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur laufenden Prüfung der Härte von kleinen gehärteten Stahlkörpern gleicher Abmessungen, die einem elektrischen Magnetisierungsstrom ausgesetzt und hinsichtlich eines bestimmten vorgeschriebenen Härtewertes geprüft werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Maß für die Härte die Remanenz der Prüflinge gemessen wird.
2. 2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I, bei welcher der Prüfling durch Gleichstrom aufmagnetisiert wird und danach in eine Meßspule fällt, die den remanenten Magnetismus anzeigt, dadurch gekennzeichnet, daß die Magnetisiereinrichtung aus einer senkrecht angeordneten Spule besteht, die im stromdurchflossenen Zustand den Prüfling in der Schwebe hält.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erweiterung des Anzeigebereiches der den Impuls anzeigenden Glimmlampe die Eingangsstufe des an die Meßspule angeschalteten Verstärkers mit einer Spitzengleichrichtungsschaltung versehen ist.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung des mittleren Härtewertes des Prüflings der Meßimpuls am Verstärkerausgang über einen Metallgleichrichter einem I(riechgalvanometer zugeführt wird.

   Zur Abgrenzung des Erfindungsgegenstands vom Stand der Technik sind im Erteilungsverfahren folgende Druckschriften in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 466 375; österreichische Patentschrift Nr. 98 935; Zeitschrift »Die Meßtechnik«, I93ß, Nr.
5. 5, S. 96.