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Einrichtung zur selbsttätigen Nulleinstellung der Meßuhr bei Vorlasthärteprüfern
Es ist bekannt, daß bei den mit Vorlag arbeitenden Härteprüfmaschinen die Meßuhr
nach dem Einbringen des Prüflings in die Prüfmaschine und nach dem Aufbringen der
Vorlast auf Null gestellt werden muß. Bei den ohne Einspannung arbeitenden Vorlasthärteprüfern
ist dazu ein besonderer Handgriff nicht erforderlich, wenn der Meßuhrzeiger schon
beim Beistellen des Prüflings auf Null zu stehen kommt. Dies zu erreichen, ist bei
einiger Übung und bei einfach gestalteten Werkstücken durchaus möglich. Es ist dazu
aber zu sagen, daß Vorlasthärteprüfer ohne Einspannung auf die allermeisten Fälle
der betriebsmäßigen Härteprüfung nicht anwendbar sind, weil die meisten Werkstücke
aus bekannten Gründen ohne Einspannung schlechterdings nicht geprüft werden können.
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Bei den mit Einspannung arbeitenden Vorlastharteprüfern wird das zu
prüfende Stück beim Einspannen, wobei gleichzeitig auch die Vorlast aufgebracht
wird, gegen einen festen Meßanschlag angedrückt, so daß man meinen sollte, der Meßuhrzeiger
komme beim Einspannen des Prüflings von selbst auf Null, ohne daß dazu irgendwelche
besonderen Maßnahmen getroffen werden müßten. Tatsächlich trifft dies aber ganz
genau nicht einmal dann 7.U, wenn es sich um ebengeschliffene Stücke mit vollständig
glatter, polierter Oberfläche handelt. Eine so sorgfältig vorbereitete Oberfläche
weisen aber die Prüflinge in der Regel nicht auf, so daß es auch bei den mit Einspannung
arbeitenden Vorlasthärteprüfern fast immer erforderlich ist, nach dem Einspannen
des Prüflings das Zifferblatt der Meßuhr auf Null zu stellen. Dies wurde mit Recht
als ein Nachteil der Vorlasthärteprüfung empfunden, denn es erfordert einen besonderen
Handgriff, der bei tagelanger Arbeit eine zusätzliche körperliche Anstrengung für
den Prüfenden bedeutet, der zeitraubend ist und bisweilen vom Prüfenden, sei es
auch nur aus Vergeßlichkeit, unterlassen wurde, was selbstverständlich zu Fehlmessungen
führte. Ein ganz besonderer Nachteil ist aber der, daß das fortwährende Drehen am
Zifferblatt der Meßuhr zu einem vorzeitigen Verschleiß führt.
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Zur Behebung der geschilderten Nachteile kann man zweierlei Wege
beschreiten. Man kann die Meßuhr, statt wie bisher allgemein üblich war, fest mit
dem Maschinenständer zu verbinden, an einem WIeSuhrträger befestigen,
der
beim Aufbringen der Vorlast vom Belastungshebel irgendwie mitgenommen, d. h. gesteuert
wird, nach dem Aufbringen der Vorlast und vor dem Aufbringen der Hauptlast aber
durch eine I(uppelung, Bremse 0. dgl. mit dem Maschinenständer fest verbunden wird
und so lange verbunden bleibt, bis nach der Wiederentlastung auf Vorlast der Härtewert
abgelesen ist. Dadurch, daß der Meßuhrträger vom Belastungshebel gesteuert wird,
wird nvar erreicht, daß der Meßuhrzeiger nach dem Aufbringen der Vorlast immer auf
Null steht, unabhängig davon, welche Stellung der Belastungshebel im Maschinenständer
beim Aufbringen der Vorlast einnimmt. Diese selbsttätige Meßuhrnulleinstellung,
die den angestrebten Zweck bei sachgemäßer Ausbildung zu erreichen vermag, ist jedoch
nur mit einem verwickelten Mechanismus zu verwirklichen. Dieser hat unter anderen
noch den Nachteil, daß beim Aufbringen der Vorlast beträchtliche Massen, z. B. die
Meßuhr selbst, zu bewegen sind, woraus sich Überschreitungen der Vorlast ergeben
können.
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Grundsätzlich verschieden von dem Vorschlag des gesteuerten Meßuhrträgers
sind die Lösungen, bei denen die Meßuhr wie bisher mit dem Maschinenständer fest
verbunden ist, bei denen aber durch entsprechende Mittel dafür gesorgt wird, daß
die Meßuhr nach dem Aufbringen der Vorlast unabhängig von der dabei erreichten Stellung
des Belastungshebels bzw. der ganzen Belastungseinrichtullg auf Sull steht. Hierbei
gehört der Vorschlag, der ebenfalls schon bekannt ist, das Zifferblatt der Meßuhr
und deren Zeiger beim Aufbringen der Vorlast von der Belastungseinrichtung aus so
zu steuern, daß der Zeiger nach dem Aufbringen der Vorlast auf die Null des Zifferblattes
weist, beim Aufbringen der Hauptlast aber den Zeiger stehen und nur das Zifferblatt
sich drehen zu lassen, so daß nach erfolgter Wiederentlastung der Wert der Vorlasthärte
an dem Meßuhrzfflerblatt abgelesen werden kann.
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Auch diese Lösung führt auf eine sehr verwickelt Konstruktion und
schädliche Massen kräfte.
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Zu einer viel einfacheren selbsttätigen Meßuhreinstellung kommt man,
wenn man erfindungsgemäß zwischen dem Belastungshebel und dem Fühlstift der Meßuhr
ein längenveränderliches Zwischenglied einschaltet, das beim Einspannen des Prüflings
und Aufbringen der Vorlast zwischen dem Belastungshebel und einem am Maschillenständer
unmittelbar neben oder unter der Meßuhr angebrachten Anschlag auf die Länge zusammengedrückt
wird, die dem Abstand vom Belastungshebel bis zu dem ebenerwähnten Anschlag entspricht
und die so eingestellte Länge beibehält, wenn es dem unter Einwirkung der Gesamtlast
sich senkenden und bei Wieder entlastung etwas zurückgehenden Bei astungshebel folgt.
Ein auf diesem Prinzip beruhen der Vorschlag geht dahin, das längenveränderliche
Glied aus zwei ineinandergeschobenen Stiften bestehen zu lassen, die durch Reibullgsschluß
ineinander haften. Eine Unvollkommenheit dieser Lösung ist, daß die zur Überwindung
des Reibungsschlusses erforderliche Kraft einen Teil der Vorlast bildet und diese
mehr oder weniger verfälscht, weil es erfahrungsgemäß schwer ist, Reibungskräfte
in einer ganz bestimmten Größe wirken zu lassen, so wie etwa ein an einem Hebel
wirkendes Gewicht in bezug auf diesen Hebel eine ganz bestimmte, auf Bruchteile
von Prozenten genau erfaßbare Kraft oder wie eine in einem bestimmten Spannungszustand
befindliche Feder eine ganz bestimmte meßbare Kraft äußert. Dieser Uanget sowie
die Nachteile der anderen weiter oben beschriebenen Lösungen werden durch die erfindungsgemäße
Einrichtung vermieden, die außerdem durch eine alle bisher bekanntgewordenen Vorschläge
an Einfachheit weit übertreifende Bauart gekennzeichnet ist.
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Die Abbildung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes,
der der Deutlichkeit halber stark vergrößert gezeichnet ist. Nach der Abbildung
besteht das längenveränderliche Glied aus einem am Maschinenständer geradgeführten
Stift p, der mit einer Ixegelfläche b versehen ist und an dem sich eine Haube c
führt, die ebenfalls mit einer Isegelfläche d versehen ist. Zr schen Stift a und
Haube c ist eine Feder e eingeschaltet sowie eine oder auch mehrere Kugeln i, die
sich zwischen die beiden, verschiedene Kegelivinkei aufweisenden I4egel b und d
legen. Die Abbildung zeigt die Stellung der Einrichtung in dem Augenblick, wo die
Einspannung des Prüflings f vollzogen und die im wesentlichen vom Eigengewicht des
Hebels g herrührende Vorlast aufgebracht ist. Der Belastungshebel g hat den Stift
a angehoben, die Feder e drückt die Haube c gegen den unmittelbar neben dem Meßuhrfühlstift
am ,Uaschinenständer angebrachten Anschlag ii, die Kugeln i sind dem axialen Abstand
der beiden Kegeifläclien entsprechend nach innen gerollt, berühren also beide Isegelílächen
Ä\enn nun der Belastungshebel g beim Aufbringen der Hauptlast nach unten geht, folgt
das durch die Kraft der Feder e und durch die Kugeln 1 in seiner Länge gehaltene,
aus diesen Teilen sowie dem Stift a und der Haube c bestehende Glied dieser Abwärtslesvegung.
Es behält die Länge, die es beim ;Qufbringen der
Vorlast angenommen
hat, auch dann noch bei, wenn der Belastungshebel bei Wiederentlastung auf Vorlast
etwas zurückgeht. Es überträgt also, wie es dem Wesen der Vorlasthärteprüfung entspricht,
die Vergrößerung der Eindringtiefe des eindringenden Körpers bei Steigerung der
Vorlast auf Gesamtlast und anschließender Wiederentlastung auf Vorlast auf die Meßuhr.
Wird der Prüfling durch Abziehen der Prüfspindel k freigemacht, dann geht der Belastungshebel
nach unten, bis das Druckstück m mit seiner Schulter am Maschinenständer aufsitzt.
Dabei werden die Kugeln 1 durch die Fläche n nach außen gedrückt, die Verriegelung
löst sich, um sich beim Einbringen des nächsten Prüflings wieder zu schließen.