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Automatische Meßeinrichtung für Vorlasthärteprüfer
Die Vorlasthärteprüfung,
bei der die bei Steigerung des Prüfdruckes von Vorlast auf Gesamtlast und anschließender
Wiederentlastung auf Vorlast erzielte Vergrößerung der Eindringtiefe des Eindringkörpers
mit einer Meßuhr gemessen und an dieser als Härtewert abgelesen wird, wird vorzugsweise
und in größtem Umfange dann angewendet, wenn gehärtete oder vergütete Stücke zu
prüfen sind. In der Mengenfertigung sollte diese Prüfung aus Gründen der Wirtschaftlichkeit
in Automaten durchgeführt werden, was auch mit Rücksicht auf Schonung des Prüfenden,
Ausschaltung seiner körperlichen und geistigen Ermüdbarkeit und damit verbundene
Erhöhung der Sicherheit der Prüfung dringend geboten ist. Es hat deshalb an Ansätzen
und Vorschlägen zur Automatisierung der Vorlasthärteprüfung schon bisher nicht gefehlt.
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Die meisten der bisher bekanntgewordenen Vorlasthärteprüfer sind
dadurch gekennzeichnet, daß die Prüfspindel während der Prüfung stillsteht oder
doch nur bis zur Erreichung der Vorlast nach oben geht, während die Hauptlast unter
Vermittlung von Hebeln von oben auf den Prüfstempel abgesetzt wird. Hierher gehört
eine Maschine mit hydraulisch belastetem Prüfstempel, bei der die Prüfspindel und
damit der Prüfling während des ganzen Prüfvorganges stillstehen, der Prüfstempel
aber bewegt wird, und zwar mittels eines die Hydraulik der Maschine steuernden Handhebels.
Bei dieser Maschine ist die Meßuhr mit dem Prüfstempel fest verbunden, ihr Fühlstift
aber steht dauernd in Berührung mit einem am Maschinenständer angelenkten Hebel,
der während des Aufbringens der Vorlast die Bewegung von Prüfstempel und Meßuhr
mitmacht,
vor dem Aufbringen der Hauptlast hydraulisch festgeklemmt wird, bis zur vollzogenen
Wiederentlastung auf Vorlast festgeklemmt bleibt und erst kurz vor dem Abheben des
Prüfstempels vom Prüfling wieder freigegeben wird. Damit ist eine automatische Nulleinstellung
der Meßuhr verwirklich. Die dazu verwendeten offenbarten Hilfsmittel reichen aber,
da der Meßuhrzeiger kurz vor dem Abheben des Prüfstempels vom Prüfling wieder auf
Null geht, nicht aus, den Härtewert an der Meßuhr bis zur nächsten Prüfung festzuhalten.
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Darin liegt eine Unvollkommenheit, die die Meßeinrichtung nach der
Erfindung nicht aufweist, da bei ihr der Härtewert bis zur nächsten Prüfung festgehalten
wird, so daß genügend Zeit zur Verfügung steht, ihn bequem und sicher abzulesen.
Dieselbe Unvollkommenheit haftet einer anderen bekannten Maschine an, bei der alle
zur Durchführung der Prüfung erforderlichen Bewegungsvorgänge mit Ausnahme des Anhaltens
des Meßuhrzeigers in der Nullstellung direkt von der Auf- und Abwärtsbewegung der
Spindel abgeleitet werden. Der Meßuhrzeiger bleibt bei ihr nur ganz kurze Zeit in
der den Härtewert anzeigenden Stellung stehen.
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Gegenüber allen bisher vorgeschlagenen Lösungen des Problems ergibt
die den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildende Lösung eine äußerst einfache
und gedrängte Bauart. Besonders leicht läßt sich mit dieser Bauart auch die Prüfung
großer und sperriger Werkstücke bewerkstelligen, die zur Durchführung der Härteprüfung
nicht gehoben oder gesenkt werden können, an die vielmehr der Härteprüfer mittels
irgendeines der an sich bekannten Druckgeber angedrückt werden muß. Dabei wird dann
in kinematischer Umkehr der unten beschriebenen Arbeitsweise der Maschinenkörper
gegen den ruhenden Prüfling bewegt.
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In den Abb. I bis 6 ist die den Gegenstand der Erfindung bildende
Meßeinrichtung in verschiedenen Arbeitsstellungen beispielsweise und schematisch
dargestellt. In diesen Abbildungen bedeutet I den Körper der Maschine, in den die
Meßeinrichtung eingebaut ist. In diesem Körper ist gleitend geführt eine Meßbüchse
2, in der der Prüfstempel 3 und ein Schieber 4 gleitend geführt sind. An letzteren
ist mittels eines Zapfens oder mittels Schneide und Pfanne oder sonst in geeigneter
Weise der Meßuhrhebel 5 angelenkt, der mit einer im Prüfstempel befestigten Schneide
oder Spitze 6 dauernd in Berührung ist. Außer dieser Schneide ist mit dem Prüfstempel
der Meßuhrhalter 7 fest verbunden, in dem die Meßuhr 8 befestigt ist. An dem Meßuhrhalter
7 ist ein Hebel g drehbar gelagert, der mit seinem einen Arm mit einem am Maschinenkörper
angebrachten Anschlag 10 zeitweilig zur Berührung kommt. Mit seinem anderen Arm
steht der Hebel 9 dauernd in Berührung mit einem Keil II, der auf dem Meßuhrhebel
5 gleitet und unter der Wirkung einer Feder 12 steht, die zwischen ihm und dem Meßuhrhebel
eingeschaltet ist, die aber auch zwischen dem Keil und irgendeinem anderen Teil
der Meßeinrichtung, z. B. dem Prüfstempel, eingeschaltet sein könnte.
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Die Wand der Meßbüchse 2 weist außer dem Durchbruch für den Meßuhrhalter
und den Meßuhrhebel einen weiteren Durchbruch für ein Druckglied I3 auf, das die
Aufgabe hat, den Schieber 4 unmittelbar vor dem Aufbringen der Hauptlast mit der
Meßbüchse 2 durch Reibungsschluß zu verbinden. Solange diese Verbindung besteht
und solange der Keil II ausgefahren ist, überträgt der Meßuhrhebel die Eindringung
des am Prüfstempel befestigten Eindringkörpers 2I in entsprechender Vergrößerung
auf die Meßuhr. Gelöst wird diese Verbindung erst dann, wenn nach der Wiederentlastung
auf Vorlast der Keil II zwischen Meßuhrhalter und Meßuhrhebel eingeschoben ist.
Nach dem Lösen dieser Verbindung kann die dadurch frei gewordene : Feder 14 über
den Schieber 4 wieder auf den Meßuhrhebel drücken und den Härtewert auch dann noch
festhalten, wenn der Prüfstempel mit seinem Bund 15 wieder im Maschinenkörper aufsitzt.
Der Härtewert bleibt also bis zur nächsten Prüfung stehen. Das automatische Herstellen
und Lösen der Verbindung zwischen Meßbüchse 2 und Schieber 4 wird durch eine Blattfeder
I6 bewirkt, die mit ihrem einen Ende an der Meßbüchse eingespannt ist und deren
freies Ende je nach der augenblicklichen Stellung der Meßbüchse im Maschinenkörper
entweder auf das Druckglied 13 drückt oder auf das zweckmäßigerweise keilförmig
gestaltete Ende eines Klotzes I7, der bei der Bewegung der Meßbüchse in dieser durch
einen am Maschinenkörper angebrachten Anschlag 22 verschoben wird.
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Das Zusammenwirken der aufgeführten Teile sowie der Vorlastfeder
19 und der Hauptlastfeder 20 beim Meßvorgang ist aus den Abb. I bis 6, die die Meßeinrichtung
in den aufeinanderfolgenden Stellungen eines Arbeitsspiels zeigen, zu ersehen.
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Abb. I zeigt die Meßeinrichtung in der Ausgangsstellung. Die Meßbüchse
2 wird durch die Feder 23 auf ihren Ruhesitz im Maschinenkörper I gedrückt.
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Der Prüfstempel 3 wird durch die Vorlastfeder 19 auf seinen Ruhesitz
im Maschinenkörper I gedrückt.
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Das von der Kraft der Blattfeder I6 entlastete Druckglied kann auf
den Schieber 4 noch nicht drücken, so daß dieser infolge der Kraft der Feder I4
den Meßuhrhebel 5 iiber den Keil II gegen den Meßuhrhalter 7 drückt. Die Meßuhr
zeigt noch den Wert der vorhergehenden Prüfung an.
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Gemäß Abb. 2 hat der auf der Prüfspindel ruhende Prüfling 25 die
Meßbüchse 2 und den Prüfstempel 3 angehoben. Die von der Vorlastfeder 19 herrührende
Vorlast ist auf dem Prüfstempel aufgebracht. Der eine Arm des Hebels 9 ist mit dem
Anschlag 10 zur Berührung gekommen. Infolgedessen wurde der Keil I I ausgefahren.
Infolgedessen konnte der noch nicht festgeklemmte Schieber 4 den Meßuhrhebel 5 bis
zur unmittelbaren Berührung gegen den Meßuhrhalter 7 drücken und damit die Meßuhr
auf Null stellen. Der Anschlag 22 hat angefangen, den Klotz I7 unter der Blattfeder
I6 herauszuziehen.
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Abb. 3 zeigt die Meßeinrichtung unmittelbar vor dem Aufbringen der
Hauptlast. Der Anschlag 22 hat den Klotz I7 unter der Blattfeder I6 so weit
herausgezogen,
daß letztere das Druckglied I3 gegen den Schieber 4 drücken und damit dessen Verbindung
mit der Meßbüchse 2 herstellen kann.
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Der Meßuhrzeiger steht noch auf Null.
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Gemäß Abb. 4 ist die von der Hauptlastfeder herrührende Hauptlast
auf dem Prüfstempel 3 aufgebracht. Infolgedessen ist der am Prüfstempel 3 befestigte
Eindringkörper 21 in den Prüfling 25 erheblich mehr eingedrungen, als dies unter
der Wirkung der Vorlast schon der Fall war. Die daraus sich ergebende Relativbewegung
zwischen Meßbüchse und Prüfstempel, vergrößert um den Betrag geringfügigster, im
Prüfstempel auftretender elastischer Formänderungen, hat sich über den Meßuhrhebel
5 in entsprechender Vergrößerung auf den Meßuhrzeiger übertragen. Letzterer steht
jetzt ein wenig unter dem Härtewert, der demnächst angezeigt werden wird.
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Gemäß Abb. 5 ist die Prüfspindel 24 mit dem Prüfling 25 wieder etwas
zurückgegangen. Die Kraft der Hauptlastfeder 20 wirkt daher nicht mehr auf den Prüfstempel
3, sondern auf einen entsprechenden, im Maschinenkörper vorgesehenen Anschlag. Auf
den Prüfstempel 3 wirkt nur noch die Vorlast. Der Meßuhrzeiger weist auf den Härtewert.
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Gemäß Abb. 6 ist die Prüfspindel mit dem Prüfling weiter zurückgegangen.
Infolge dieser Bewegung, der der Prüfstempel 3 und die Meßbüchse 2 folgen mußten,
hat sich der im Meßuhrhalter 7 drehbar gelagerte Hebel g vom Anschlag Io wieder
abgesetzt, so daß der Keil II von der Feder 12 zwischen Meßuhrhalter und Meßuhrhebel
geschoben wurde. Der Schieber 4 ist mit der Meßbüchse 2 immer noch gekuppelt. Der
Prüfstempel und die Meßbüchse sind in ihrer Ausgangsstellung, in der sie im Maschinenkörper
aufsitzen, noch nicht ganz angekommen. Ehe sie dort ankommen, wird das Druckglied
I3 vom Druck der Blattfeder I6 entlastet, der Schieber 4 also wieder frei. Nachdem
auf diese Weise die Verbindung zwischen Meßbüchse 2 und Schieber 4 gelöst wurde,
setzt sich der Prüfstempel 3 im Maschinenkörper I wieder ab.
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Danach setzt sich auch die Meßbüchse 2 im Maschinenkörper I wieder
ab, wobei sie sich schützend vor den Eindringkörper schiebt.