DEP0056532DA

DEP0056532DA - Hardness tester

Info

Publication number: DEP0056532DA
Authority: DE
Inventors: Ludwig Hermann; Julius Maier
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Publication date: 1950-12-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Härteprüfgerät, bei dem die Grösse des durch eine zu- und abschaltbare Belastung hervorgerufenen Eindrucks eines sehr harten Körpers in den Prüfling als Mass für die Härte dient, mit einem Sperrglied, das unter Zwischenschaltung einer Bremseinrichtung das Zu- und Abschalten mindestens eines wesentlichen Teiles der Belastung bewirkt, wobei die Bremseinrichtung sich beim Zuschalten der Belastung nach Erreichen der Vollbelastung in der gleichen Richtung weiterbewegt.The invention relates to a hardness tester, in which the size of the impression of a very hard body in the test object caused by a load that can be switched on and off serves as a measure of the hardness, with a locking member which, with the interposition of a braking device, switches on and off at least one causes a substantial part of the load, the braking device moving further in the same direction when the load is switched on after the full load has been reached.

Bei den bekannten Geräten dieser Art, z.B. zur Prüfung der Rockwellhärte, wird das Sperrglied über einen ausserhalb des Gerätegehäuses liegenden Hebel durch den Prüfer bedient. Dabei ist es dem Prüfer überlassen, wann er den Hebel, nach Erreichen der vollen Belastung, in die Ausgangsstellung zurückbewegt, wodurch die Hauptlast, die einen wesentlichen Teil der Belastung darstellt, ausser Wirkung kommt. Wartet der Prüfer versehentlich nicht ab, bis die volle Belastung erreicht ist, was durch Stillstand des Zeigers einer am Gerät angebrachten Messuhr angezeigt wird, und nimmt der Prüfer den Hebel vorzeitig zurück, so entsteht eine Fehlmessung. Die Möglichkeit Fehlmessungen zu erhalten ist besonders gross bei Massenarbeit. Um möglichst wenig Zeit für eine Prüfung zu benötigen, ist der Prüfer geneigt, den Hebel im Augenblick eines nur vorübergehenden kurzzeitigen Stillstandes des Zeigers zurückzunehmen, wodurch Fehlmessungen unvermeidlich sind. Diese können jedoch mit Sicherheit vermieden werden, wenn gemäss der Erfindung ein fliessfähiges Druckmittel die Zu- und insbesondere die Abschaltbewegung des Sperrgliedes hervorruft, wobei die Zuschaltbewegung ausgelöst wird durch ein willkürlich betätigbares Steuerglied für das Druckmittel, während die Abschaltung durch ein zweites Steuerglied ausgelöst wird, dessen Betätigung selbsttätig erfolgt beim Weiterbewegen der Bremseinrichtung nach Erreichen der vollen Belastung.In the known devices of this type, e.g. for testing the Rockwell hardness, the locking element is operated by the tester via a lever located outside the device housing. It is up to the examiner when he moves the lever back into the starting position after the full load has been reached, whereby the main load, which represents a substantial part of the load, is ineffective. If the tester inadvertently does not wait until the full load is reached, which is indicated by the standstill of the pointer of a dial gauge attached to the device, and if the tester takes the lever back prematurely, an incorrect measurement occurs. The possibility of incorrect measurements is particularly great in mass work. In order to need as little time as possible for a test, the tester is inclined to withdraw the lever at the moment of an only temporary, brief standstill of the pointer, whereby incorrect measurements are inevitable. However, these can be avoided with certainty if, according to the invention, a flowable pressure medium causes the closing and in particular the disconnecting movement of the locking member, the connecting movement being triggered by an arbitrarily actuatable control element for the pressure medium, while the shutdown is triggered by a second control element, which is actuated automatically when the braking device is moved further after the full load has been reached.

Auf der Zeichnung ist eine Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing.

Fig. 1 zeigt die Seitenansicht eines Härteprüfgerätes mit angebauter Steuereinrichtung,Fig. 1 shows the side view of a hardness tester with an attached control device,

Fig. 2 den Aufbau der beweglichen Teile eines Härteprüfgerätes ohne Steuereinrichtung undFig. 2 shows the structure of the moving parts of a hardness tester without control device and

Fig. 3 die zugehörende Steuereinrichtung, jeweils in schematischer Darstellung.3 shows the associated control device, each in a schematic representation.

Am Gehäuse 1 eines Härteprüfgerätes ist eine Gewindemutter 2 drehbar angeordnet, durch deren Drehbewegung eine Gewindespindel 3 bewegt wird, die an ihrem oberen Ende eine Tischplatte 4 trägt. Auf der Tischplatte liegt ein Prüfling 5, dessen Härte zu messen ist. In der in Fig. 2 dargestellten Stellung ist der Prüfling gegen einen Diamanten 6 gedrückt, der als sehr harter Körper den für die Härteprüfung notwendigen Eindruck in den Prüfling erzeugt. Der Diamant ist axial in einer im Gehäuse verschiebbaren Spindel 7 befestigt, auf die in der gezeichneten Stellung (Fig. 2) ein Hebel 8 drückt, der bei 9 drehbar gelagert ist.A threaded nut 2 is rotatably arranged on the housing 1 of a hardness tester, the rotational movement of which moves a threaded spindle 3 which carries a table top 4 at its upper end. A test piece 5, the hardness of which is to be measured, lies on the table top. In the position shown in FIG. 2, the test specimen is pressed against a diamond 6 which, as a very hard body, creates the impression in the test specimen necessary for the hardness test. The diamond is fastened axially in a spindle 7 which is displaceable in the housing and on which a lever 8, which is rotatably mounted at 9, presses in the position shown (FIG. 2).

Der Hebel 8 trägt ein Gewicht 10, das einen Teil der Belastung darstellt. Die Spindel 7 drückt mit ihrem oberen Ende gegen einen Hebel 11, der bei 12 drehbar gelagert und mit dem Tastglied 13 einer Messuhr 14 gelenkig verbunden ist. Bei 15 ist ein Hebel 16 drehbar gelagert, an dessen Ende ein Gewicht 17 angreift, das den wesentlichen Teil der Belastung darstellt, die aber in der gezeichneten Stellung nicht auf die Spindel 7 und damit den Diamant 6 einwirkt, da der Hebel 16 durch einen bei 18 ge3lagerten Hebel 19 abgestützt wird, den seinerseits ein drehbarer Nocken 20 in der in Fig. 2 gezeichneten Stellung zu halten vermag. An dem Hebel 19 greift eine Feder 21 an, die besteht ist, diesen Hebel in derselben Richtung wie unter der Einwirkung des Gewichtes 17 zu bewegen, sobald der Nocken 20 entsprechend verdreht wird. Der Hebel 19 ist mit einer hydraulischen Bremseinrichtung 22 bekannter Art verbunden, die diejenigen Bewegungen des Hebels 19 verzögert, die durch das Gewicht 17 und die Feder 21 hervorgerufen werden. Be- wegungen des Hebels 19 in der entgegengesetzten Richtung lässt die Bremseinrichtung ohne Bremswirkung zu.The lever 8 carries a weight 10 which is part of the load. The upper end of the spindle 7 presses against a lever 11 which is rotatably mounted at 12 and is connected in an articulated manner to the feeler element 13 of a dial indicator 14. At 15, a lever 16 is rotatably mounted, at the end of which a weight 17 engages, which represents the essential part of the load, but which in the position shown does not act on the spindle 7 and thus the diamond 6, since the lever 16 by a at 18 supported lever 19, which in turn is able to hold a rotatable cam 20 in the position shown in FIG. A spring 21 acts on the lever 19 and consists of moving this lever in the same direction as under the action of the weight 17 as soon as the cam 20 is rotated accordingly. The lever 19 is connected to a hydraulic braking device 22 of a known type which delays those movements of the lever 19 which are caused by the weight 17 and the spring 21. Loading The braking device allows movements of the lever 19 in the opposite direction without a braking effect.

Der Nocken 20 ist auf einer Welle 25 befestigt, die in dem Gehäuse 1 gelagert ist und an ihrem aus dem Gehäuse herausragenden Ende ein Zahnrad 26 siehe Fig. 1 und 3 trägt. In dieses Zahnrad greift eine Zahnstange 27 ein, die als Verlängerung einer Kolbenstange 28 ausgebildet ist. Die Kolbenstange ist durch den oberen Deckel eines Zylinders 29 dicht hindurchgeführt und mit einem im Zylinder eingepassten Kolben 30 verbunden. Der Zylinder ist durch eine Zwischenwand 31 in einen Raum 32 und einen Raum 33 unterteilt. In der Zwischenwand sind 2 Stifte 34 verschiebbar angeordnet. Im Raum 32 des Zylinders befindet sich ein Steuerschieber 35 mit Steuerringnut 36. Die Kolbenstange 28 ist mit Gleitsitz axial durch den Schieber 35 hindurchgeführt, der einen Ansatz 37 besitzt. Eine Feder 38, die an der Stirnwand des Zylinders befestigt ist, vermag an dem Ansatz 37 anzugreifen und den Schieber in der gezeichneten Stellung zu halten. Die beiden Räume 32 und 33 des Zylinders sind durch eine Leitung 40 miteinander verbunden. In den Zylinderraum 33 mündet auch eine Leitung 41, die von einem als Steuerglied dienenden Schieberventil 42 mit Schieber 43 herführt, das durch eine Leitung 44 mit einem Verteilerstück 45 verbunden ist. In das Verteilerstück mündet die Zufuhrleitung 46 für ein fliessfähiges Druckmittel z.B. Pressluft. Von dem Verteilerstück 45 aus führt eine Leitung 47 in den Zylinderraum 32 und eine Leitung 48 zu einem als zweites Steuerglied dienenden Schieberventil 49 mit Schieber 50. Das Schieberventil 49 ist auch noch über eine Leitung 51 mit dem Zylinderraum 32 verbunden.The cam 20 is fastened on a shaft 25 which is mounted in the housing 1 and at its end protruding from the housing carries a toothed wheel 26 (see FIGS. 1 and 3). A toothed rack 27, which is designed as an extension of a piston rod 28, engages in this toothed wheel. The piston rod is passed tightly through the upper cover of a cylinder 29 and connected to a piston 30 fitted in the cylinder. The cylinder is divided into a space 32 and a space 33 by a partition 31. Two pins 34 are slidably arranged in the partition wall. A control slide 35 with a control ring groove 36 is located in the space 32 of the cylinder. The piston rod 28 is guided axially through the slide 35, which has a projection 37, with a sliding fit. A spring 38, which is attached to the end wall of the cylinder, is able to act on the extension 37 and hold the slide in the position shown. The two spaces 32 and 33 of the cylinder are connected to one another by a line 40. A line 41, which leads from a slide valve 42 with slide 43 serving as a control element and which is connected by a line 44 to a distributor piece 45, also opens into the cylinder chamber 33. The supply line 46 for a flowable pressure medium, e.g. compressed air, opens into the distributor piece. From the distributor piece 45, a line 47 leads into the cylinder chamber 32 and a line 48 to a slide valve 49 with slide 50 serving as a second control element. The slide valve 49 is also connected to the cylinder chamber 32 via a line 51.

Die Schieberventile 42 und 49 sind im Gehäuse 1 befestigt (s. Fig. 1) und zwar das Schieberventil 42 in Griffnähe bei der Gewindemutter 2 und das Schieberventil 49 derart, dass eine Anschlagschraube 52, die am Hebel 19 befestigt ist, den Schieber 50 entgegen der Kraft seiner Rückführfeder 53 betätigen kann.The slide valves 42 and 49 are fastened in the housing 1 (see Fig. 1), namely the slide valve 42 within easy reach of the threaded nut 2 and the slide valve 49 in such a way that a stop screw 52, which is fastened to the lever 19, opposes the slide 50 the force of its return spring 53 can operate.

Der Prüfling 5, dessen Härte zu messen ist, wird auf die Tischplatte 4 gelegt und der Tisch durch drehen der Gewindemutter 2 angehoben bis der Diamant 6 den Prüfling berührt. Beim Weiterdrehen der Gewindemutter wird der Prüfling gegen den Diamanten gedrückt, der dabei unter der Wirkung des Gewichtes 10, der sogenannten Vorlast, etwas in den Prüfling eindringt und sich daran anschliessend samt der Spindel 7 aus der durch die Schulter 55 (Fig. 2) begrenzten Ruhelage abhebt. Hat diese Hubbewegung, die auf die Messuhr 14 übertragen wird, ein an der Messuhr ablesbares Ausmass, z.B. 2-3 mm, erreicht, dann wird die Gewindemutter nicht mehr weitergedreht. Der Zeiger der Messuhr bleibt also in einer bestimmten Stellung stehen, die man als Ausgangsstellung betrachten kann. Zweckmässig wird das Zifferblatt der Messuhr dann so verdreht, dass der Zeiger die Nullstellung anzeigt. Hierauf wird der Schieber 43 des Schieberventils 42 betätigt, wodurch die Leitungen 44 und 41 miteinander verbunden werden. Dadurch gelangt Pressluft aus dem Verteilerstück 45 durch die Leitungen 44 und 41 in den über dem Kolben 30 befindlichen Abschnitt des Zylinderraums 33 und drückt den Kolben zusammen mit der Zahnstange 27 nach unten. Die Zahnstange dreht dabei das Zahnrad 26 und den Nocken 20, sodass der Hebel 19 unter dem Einfluss der Feder 21 und des Gewichts 17 sich zusammen mit dem Hebel 16 nach unten bewegt. Von dem Augenblick an, wo der Hebel an einer Schulter 54 der Spindel 7 angreift beginnt das Gewicht 17, welches die sogenannte Hauptlast erzeugt, über die Spindel auf den Diamanten 6 zu wirken, wodurch sich dieser unter entsprechendem Zurückgehen des Zeigers der Messuhr tiefer in den Prüfling eindrückt. Die Abwärtsbewegung des Hebels 16 wird durch die hydraulische Bremseinrichtung 22 verzögert. Hierdurch wird erreicht, dass das Aufsetzen der Hauptlast nicht ruckartig geschieht. Hat der Diamant 6 sich entsprechend der gesamten Belastung in den Prüfling eingedrückt, so hört die Bewegung der Spindel 7 auf und der Zeiger der Messuhr bleibt stehen. Von diesem Augenblick an wird der Hebel 19 allein durch die Kraft der Feder 21 noch solange weiterbewegt, bis die Anschlagschraube 52 den Schieber 50 des Schieberventils 49 niederdrückt. Dadurch werden die Leitungen 48 und 51 miteinander verbunden und Pressluft gelangt aus dem Verteilerstück 45 in den Zylinderraum oberhalb des Steuerschiebers 35. Hierdurch wird der Steuerschieber von seiner Haltefeder 38 gelöst und nach unten gedrückt bis er mit seiner Steuernut 36 die in den Zylinder 29 mündenden Leitungen 40 und 47 verbindet, sodass nun Pressluft aus dem Verteiler 45 durch die Leitungen 47 und 40 in den Zylinderraum unterhalb des Kolbens 30 gelangt und den Kolben und damit die Zahnstange 27 nach oben drückt.The test piece 5, the hardness of which is to be measured, is placed on the table top 4 and the table is raised by turning the threaded nut 2 until the diamond 6 touches the test piece. As you continue to turn the threaded nut, the test specimen is pressed against the diamond, which under the action of the weight 10, the so-called preload, something penetrates into the test object and then lifts off together with the spindle 7 from the rest position limited by the shoulder 55 (FIG. 2). If this stroke movement, which is transmitted to the dial gauge 14, has reached a size that can be read on the dial gauge, e.g. 2-3 mm, then the threaded nut is no longer turned. The pointer of the dial indicator remains in a certain position, which can be viewed as the starting position. The dial of the dial gauge is then expediently rotated so that the pointer shows the zero position. The slide 43 of the slide valve 42 is then actuated, whereby the lines 44 and 41 are connected to one another. As a result, compressed air passes from the distributor piece 45 through the lines 44 and 41 into the section of the cylinder chamber 33 located above the piston 30 and presses the piston together with the toothed rack 27 downwards. The rack rotates the gear wheel 26 and the cam 20 so that the lever 19 moves downwards together with the lever 16 under the influence of the spring 21 and the weight 17. From the moment the lever engages a shoulder 54 of the spindle 7, the weight 17, which generates the so-called main load, begins to act on the diamond 6 via the spindle, causing the diamond 6 to move deeper into the Test specimen pressed in. The downward movement of the lever 16 is delayed by the hydraulic braking device 22. This ensures that the main load does not come down suddenly. If the diamond 6 has been pressed into the test object corresponding to the total load, the movement of the spindle 7 stops and the pointer of the dial indicator stops. From this moment on, the lever 19 is moved on by the force of the spring 21 alone until the stop screw 52 depresses the slide 50 of the slide valve 49. This connects the lines 48 and 51 with one another and compressed air flows from the distributor 45 into the cylinder space above the control slide 35. This releases the control slide from its retaining spring 38 and pushes it down until its control groove 36 opens the lines into the cylinder 29 40 and 47 connects, so that now compressed air from the distributor 45 passes through the lines 47 and 40 into the cylinder space below the piston 30 and pushes the piston and thus the rack 27 upwards.

Diese dreht bei ihrer Bewegung das Zahnrad 26 und damit den Nocken 20 in seine in Fig. 2 gezeichnete Ausgangsstellung zurück. Hierbei führt der Nocken den Hebel 19 und dieser den Hebel 16 mit dem Gewicht 17 ebenfalls in die Ausgangsstellung zurück. Der Kolben nimmt bei seiner Bewegung die Stifte 34 mit, die den Steuerschieber 35 nach oben drücken, sodass sein Ansatz 37 an der Feder 38 einrastet. Nun ist der Diamant 6 von der Belastung durch das Gewicht 17, also der Hauptlast, befreit und nur noch mit dem Gewicht 10, der Vorlast, belastet. In dieser Stellung des Diamanten wird die Messuhr abgelesen. Der abgelesene Wert ist ein Mass für die Härte des Prüflings. Danach wird der Tisch 4 durch Drehen der Gewindemutter 2 nach unten bewegt und der Prüfling abgenommen, womit der Prüfvorgang beendet ist.During its movement, this rotates the gear wheel 26 and thus the cam 20 back into its starting position shown in FIG. 2. Here, the cam guides the lever 19 and the latter also guides the lever 16 with the weight 17 back into the starting position. During its movement, the piston takes the pins 34 with it, which push the control slide 35 upwards so that its projection 37 engages on the spring 38. The diamond 6 is now relieved of the load caused by the weight 17, that is to say the main load, and is only loaded with the weight 10, the preload. The dial gauge is read in this position of the diamond. The reading off is a measure of the hardness of the test specimen. The table 4 is then moved downwards by turning the threaded nut 2 and the test specimen is removed, thus terminating the test process.

Claims

Hardness tester, in which the size of the impression of a very hard body in the test object caused by a load that can be switched on and off is used as a measure of the hardness, with a locking element that, with the interposition of a braking device, switches on and off at least a substantial part of the load causes the braking device to move further in the same direction when the load is switched on after the full load has been reached, characterized in that a flowable pressure medium causes the switching-on and switching-off movements of the locking member, the switching-on movement being triggered by an arbitrarily actuatable control member for the pressure medium , while the switch-off movement is triggered by a second control element, which is actuated automatically when the braking device is moved further after the full load has been reached.