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Härteprüfeinrichtung
Bei den bekannten Härteprüfeinrichtungen nach
dem Kugel- bzw. Diamantspitzeneindrückverfahren ist am Ständer der Prüfmasehine
eine Meßuhr bzw. ein Anzeigengerät angebracht, an dem die Eindrucktiefe der unter
der Prüflast stehenden Meßspitze ablesbar ist. Die Meßuhr wird hierbei von der Prüfspitze
nur mittelbar beeinflußt und unterliegt somit auch den Einwirkungen der Durchfederung
des Prüfständers, so daß die Anzeige ungenau wird und nur für weniger genaue Messungen
brauchbar ist. Bei den bekannten Ausführungen hat man sich dadurch geholfen, daß
man nicht die von der Meßuhr angezeigte Eindringtiefe als Maßstab für die Härte
des Materials verwendet, sondern mit einem Mikroskop den Durchmesser der Kugelkalotte
bzw. den Durchmesser des Diamantkegeleindrucks mißt. Dabei handelt es sich bei diesen
bekannten Prüfeinrichtungen um kostspielige Geräte, deren Anschaffung nicht jedem
Betrieb möglich ist.
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Die Erfindung betrifft eine neue Härteprüfeinrichtung nach dem Eindruckverfahren,
die die Eindringtiefe der Prüfspitze fehlerfrei mißt, so daß also diese Eindringtiefe
unmittelbar als Vergleichswert für die Härte des Materials dienen kann. Bei der
neuen Einrichtung sind erstens alle durch die Durchfederung des Prüfständers auftretenden
Ungenauigkeiten in der Anzeige ausgeschlossen, und zweitens ist eine einfache Vorrichtung
geschaffen, die sich für den Werkstattbetrieb besonders eignet.
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Erfindungsgemäß ist das Meß- oder Anzeigegerät einem festen. durch
den Prüfvorgang nicht beanspruchten Bezugspunkt zugeordnet, während sein Anzeigeglied
von dem Träger der Prüfspitze gesteuert ist. So kann beispielsweise das Meßgerät
an dem Träger der Prüfspitze angeordnet und mit diesem gegen eine feste Unterlage,
die etwa das zu prüfende Stück sein kann, absenkl>ar sein. In seiner einfachsten
Ausführung besteht die Prüfeinrichtung aus einer den Prüfdorn feinverstellbar
aufnehmenden
Lagerung, die an einer Führung, etwa durch einen Zahnstangenritzelantrieb, senkrecht
verschiebbar ist, wobei die Prüflast auf die Lagerung des Prüfdorns einwirkt.
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Für die Vornahme einer Prüfung wird das Werkstück unter den Prüfdorn
gelegt und dieser durch Grob- und Feineinstellung so weit abgesenkt, bis er auf
dem Werkstück aufsitzt. Die von dem Prüfdorn hierbei mitgenommeneMeßuhr ist zweckmäßig
so angeordnet, daß ihre Tastspitze bereits vor dem Prüfdorn auf dem Werkstück oder
einer anderen festen Vergleichsunterlage zur Anlage kommt, so daß also bereits ein
Zeigerausschlag vorliegt, wenn der Prüfdorn auf dem Werkstück aufsitzt. Dieses Aufsitzen
ist an einem kurzen Zeigerstillstand zu bemerken. In dieser Stellung der Teile wird
der Prüfdorn durch eine Vorlast belastet, um jedes noch vorhandene Spiel auszuschalten.
Nunmehr wird die Skala der Meßuhr auf Null zurückgebracht. Es erfolgt dann die Belastung
des Prüfdornes mit der Prüflast, so daß seine Spitze in das Werkstück eingepreßt
wird. Die an dem Prüfdorn befestigte Meßuhr nimmt an dieser Bewegung teil. Da aber
ihre Tastspitze durch die Anlage an dem Werkstück oder einer festen Vergleichsfläche
festgehalten ist, erfolgt ein Zeigerausschlag, dessen Größe die Eindringtiefe derPrüfspitze
oder einen Verhältniswert hiervon anzeigt.
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Eine Beeinflussung der Anzeige der Meßuhr durch eine etwa eintretende
Durchbiegung des die Prüfein richtung tragenden Ständers ist ausgeschlossen.
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Da ferner zwischen dem Prüfdorn und der Meßuhr keine Übertragungsglieder
sind, entfallen auch alle sonst möglichen Fehlerquellen.
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Der Prüfdorn kann mit seiner Lagerung an jeder eine senkrechte Führungsbahn
aufweisenden Werkzeugmaschine angeordnet sein und entweder unmittelbar oder an einem
Hebelarm seiner Lagerung die Prüflast aufnehmen. Zweckmäßig wird der das Ritzel
des Zahnstangenritzelantriebes betätigende Handhebel als Tragarm für ein Schiebe-oder
Hängegewicht ausgebildet, wobei der Handhebel auf seine Länge verteilte Kerben zur
Einrastung des Gewichtes erhält. Bei dieser Ausführung ist darauf zu achten, daß
der Handhebel für die Prüfung stets aus der gleichen, zweckmäßig waagerechten Lage
durch das Gewicht belastet wird, wobei dieses langsam zur Einwirkung gebracht wird.
Diese Einstellung des Handhebels in die waagerechte Lage nach dem Auftreffen der
Prüfspitze auf das Werkstück läßt sich beispielsweise durch Feineinstellung des
Prüfdornes, eine Umsteckbarkeit des Handhebels oder die Anordnung eines feststellbaren
Freilaufes zwischen Handhebel und Ritzel erreichen.
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Die Erfindung ist nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsform erläutert, die eine Seitenansicht eines vorteilhaften Prüfgerätes
zeigt.
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An der senkrechten Säule I eines Maschinenbettes 2 ist ejne Gleithülse
3 verschiebbar aufgenommen, die durch einen Zahnstangenritzelantrieb 4, 5 verstellbar
und durch Klemmhebel 6 feststellbar ist. Es kann sich bei all diesen Teilen um eine
übliche Werkzeugmaschine, beispielsweise eine Säulenbohrmaschine, handeln.
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Die Hülse 3 trägt einen Lagerbock 7, etwa den Reitstock einer Drehbank.
in dem eine Pinole 8 durch ein Handrad g axial verschiebbar ist. Die senkrecht verschiebbare
Pinole 8 trägt an ihrem Ende eine übliche Prüfspitze lo. Durch eine Klammer 11 ist
mit der Pinole 8 eine Meßuhr I2 achsparallel gekuppelt. Der Einfachheit halber ist
in der Abbildung die Klammer II mit der Meßuhr 12 um go0 verschwenkbar gezeichnet.
Letztere steht bei der praktischen Ausführung nach vorn, so daß ihr Mittenabstand
von der Mitte des Ständers I gleich jenem der Prüfspitze 10 von der Ständermitte
ist.
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Zur Durchführung einer Messung wird auf den Werktisch 2 das zu prüfende
Werkstück I6 gelegt, worauf die Gleithülse3bei gelösten Klemmhebeln6 durch Betätigung
des Handhebels I3 so weit nach unten verschoben wird, bis sich die Prüfspitze 10
dicht über dem Werkstück befindet, die Meßuhr aber ist so eingestellt, daß in dieser
Lage der Teile die Tastspitze I7a das Werkstück bereits berührt.
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Die Klemmhebel 6 werden festgestellt, und die Pinole 8 wird durch
Verdrehen des Handrades 9 so weit nach unten verschoben, bis die Prüfspitze I0 das
Werkstück berührt. Da auch die Meßuhr 12 an dieser Feineinstellung teilnimmt, erfährt
auch ihr Zeiger bereits einen Ausschlag, der dann zur Ruhe kommt, wenn die Prüfspitze
10 das Werkstück eben berührt. Die Pinole 8 wird in dieser Stellung durch einen
nicht eingezeichneten Hebel festgestellt, worauf die Klemmhebel 6 bei zuvor abgenommenem
Belastungsgewicht 15 gelöst werden. Dadurch wird die Prüfspitze durch das Eigengewicht
des Schiebers 3 des Reitstockes 7 sowie des Prüfdornes 8 leicht belastet (Vorlast),
wodurch sich das zu prüfende Werkstück fest auf die Unterlage auflegt. Nun wird
die Anzeigeeinrichtung der Meßuhr 12 auf Null gestellt und das Belastungsgewicht
15 bzw. I7 auf den Hebelarm, der zuvor in die waagerechte Lage verbracht worden
ist, aufgebracht. Dieses ist vorteilhaft als ein Gewichtskörper I7 ausgebildet,
der eine Öse I8 hat und in die betreffende Rille 14 des Hebels I3 sich einhängt.
Man läßt nun das Gewicht I7 langsam auf den Hebel I3 einwirken, der über das Übersetzungsverhältnis
zwischen dem Ritzel 5 und der Zahnstange 4 die Prüfspitze in das Werkstück einpreßt.
Die nicht belastete Tastspitze der Meßuhr nimmt an dieser Bewegung nicht teil, da
sie auf dem Werkstück aufsitzt. Sie wird demzufolge in die an der Bewegung teilnehmenden
Meßuhr eingeschoben und bewirkt hierbei einen Zeigerausschlag, dessen Größe am Ende
der Bewegung die Eindringtiefe der Prüfspitze genau anzeigt und dadurch einen Maßstab
für die Härte des Prüfstückes liefert.
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Das neue Gerät kann, wie das beschriebene Ausführungsbeispiel zeigt,
aus Teilen üblicher Werkzeugmaschinen aufgebaut sein und liefert eine genaue Anzeige,
wobei jeder Einfluß von Drehbewe-
gung einzelner Teile der Vorrichtung
auf das durch die Teile ro, 8, 13 und 17 bestimmte Meßsystem ausgeschlossen ist.