Vorrichtung zum Messen der Härte kleiner Körper.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Härte kleiner Körper, z. B. von Gefügebestandteilen, mittels eines federbelasteten Eindringkörpers, welche Vorriehtung Mittel zur optischen Messung der Grösse des Eindruckes und der Belastung des Eindringkörpers aufweist. Bei bekannten Härte plüfern wird bei Vornahme der AIessung an Stelle des Mikroskopobjektives der in einer objektivähnlichen i;asgung befindliehe Eindringkörper in den Mikroskoptubus eingesetzt und gegen die angesehlif lene Prüfstelle gepresst.
Zur baulichen Vereinfachung der unter der Bezeichnung Mikrohärteprüfer bekannten Vorrichtung wurde der Vorschlag gemacht, die Frontlinse des Mikroskopobjektives als Eindringkörper auszubilden. Es wurde auch der Eindringkörper auf der F'rontlinse des Alikroskopobjektives selbst angeordnet, z. B. aufgekittet. Wird die Frontlinse des Mikroskopobjektives als E indrin gkörper ver xvendet, so kann man als Werkstoff grösster Härte günstigstenfalls Quarz verwenden. Die Härte von Quarz reicht aber für Härtemes sungen nicht immer aus.
Wenn der Eindringkörper auf oder in den zentralen Teil der Frontlinse gekittet wird, ist wohl die Verwendung von Diamant als Werkstoff für den Eindringkörper möglich. doch fällt in diesem Falle der zentrale Teil der Frontlinse für den Abbildungsvorrgang aus. Dieser Ausfall führt erfahrungsgemäss zu einer beträchtlichen Verundeutlichung der Abbildung.
Um diesen Nachteil ansznsehalten, wurden bereits Vorrichtungen zur AIessung der Härte kleiner Körper gebaut, bei denen die Aehse des Eindringkörpers gegenüber der optischen Achse des für die Eindruckgrössemessung bestimmten Objektives merklich versetzt ist und der Eindringkörper sowie das Objektiv auf einem Schlitten angeordnet sind, der um den Versetzungsbetrag verschiebbar ist. Bei diesen bekannten Vorrichtungen ist der Eindring- körper getrennt vom Objektiv angeordnet. wodurch der Verschiebungsweg unnötig vergrössert wird.
Gemäss der Erfindung werden nun alle diese Nachteile der bekannten Vorrichtungen mit einem gegenüber der optischen Achse des Objektives versetzt angeordneten Eindringkörper dadurch behoben, dass der Eindringkörper unmittelbar in die Objektivfassung ausserhalb des Strahlengan,, es eingebaut ist und die Objektivfassung den alleinigen Trägel des Eindringkörpers bildet.
Die feste Verbindung des Eindringkörpers mit der Objektivfassung hat ferner den Vorteil, dass eine relative Verschiebung von Objektiv und Eindringkörper beim Eilldringvorgang nicht stattfindet, weil beide gemeinsam durch federn, sonst bestünde die Gefahr, dass bei kurzem Arbeitsabstand des Objektives dieses am zu prüfenden Objekt anstösst, wodurch ein weiteres Eindringen der Spitze des Eindringkörpers in den Prüfling unmöglich gemacht würde.
In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung zur Messung der Härte kleiner Körper veranschaulicht.
Fig. 1 ist ein lotrechter Schnitt nach der Linie A-B in der Fig. 2. Fig. 2 ist ein Schnitt nach der Linie C-D in der Fig. 1. Fig. 3 ist ein waagrechter Schnitt nach der Linie E-F in der Fig. 1. Die Fig. 4 und 5 zeigen Anschläge in grösserem Massstabe, und Fig. 6 zeigt eine Gesamtansicht der Vorrichtung, wobei ein Teil nach der Linie G-H in der Fig. 2 geschnitten ist. Fig. 7 zeigt einen Schnitt nach der Linie I-K in der Fig. 1, und die Fig. 8 und 9 veranschaulichen eine Einzelheit in Seitenansicht und Draufsicht.
Dem Ausführungsbeispiel wurde ein sogenanntes Le-Chatelier-Mikroskop zu Grunde gelegt, bei dem das zu prüfende Objekt über dem auch als Kondensor wirkenden Objektiv angeordnet ist und bei dem die Beleuchtungs- strahlen von unten nach oben und die abbildenden Strahlen in entgegengesetzter Richtung von oben nach unten durch das Objektiv verlaufen. Bei dem Ausführungsbeispiel sind der Eindringkörper 1, das Messobjektiv 2 und das Ableseobjektiv 3 für die Ablesung der Belastung federnd aufgehängt. Als federnde Elemente dienen Drehstäbe 4 und 5, deren Enden 7' und 7" in dem auf den Gleitflächen 12' des Gehäuses 26 verschiebbaren Schlitten 12 eingespannt sind.
In der Mitte zwischen den Einspannstellen der Drehstäbe 4 und 5 sind die Hebel 6 und 7 befestigt, die an ihren von den Drehstäben abgekehrten Enden Teile von Zylinderflächen aufweisen, deren Achsen sich in den Drehstäben 4 bzw. 5 befinden. Über die Zylinderteilflächen laufen Stahlbänder 8, an denen mittels Schrauben 38 der bewegliche Träger 9 befestigt ist, der die Fassung der Objektivlinsen für die Ausmessung der Querabmessungen des durch den Eindringkörper bewirkten Eindruckes und auf der gleichen Fassung den Eindringkörper 1, z. B. eine Diamant-Pyramide, trägt. Der Träger 9 trägt auch das Ableseobjektiv 3 mit dein zugehörigen Ablenkprisma 11, das die Lichtstrahlen aus der Waagrechten in die Lotrechte in das Okular 29 (Fig. 6) ablenkt.
Die Kraft, mit der der Eindringkörper 1 in den Prüfling 30 eingedrückt wird, wird aus der Verdrehung der Drehstäbe 4 und 5 bzw. aus der lotrechten Verschiebung des Trägers 9 samt Objektiv 3 an der an dem Teil 10 des Schlittens 12 angebrachten Skala abgelesen.
Wie bereits angeführt, ist der Eindringkörper 1 unmittelbar in der Objcktivfassung gelagert, so zwar, dass das Objektiv 2 in seinem vollen Querschnitt vollkommen unbeeinflusst bleibt. Durch diese Lagerung des Ein dringkörpers in der Objektivfassung ist es möglich, die Versetzung zwischen Eindringkörper und Mikroskopobjektiv möglichst klein zn gestalten. Aus diesem Grunde ist zaun Wechsel zwischen dem Eindringkörper 1 und dem Messobjektiv 2 nur eine kleine Versehie- bung des die Teile 1 bis 11 tragenden Schlittens 12 erforderlich.
Wenn die Vorriehtung durch Drehen des Feinantriebes des Mikroskopobjektives gegen einen oberhalb des Eindringkörpers befind lichen Prüfling 30 gedrückt wind, werden die Stäbe 4 und 5 verdreht. Die Verdrehung ist das Mass für die Kraft, mit der der Eindringkörper in den Prüfling eingedrückt wird. Der Verdrehungswinkel wird an der Teilung 10 mittels des Objektives 3 und des Iikroskop- okulares 29 abgelesen. Der Weelisel zwischen dem Eindringkörper 1 und dem Messobjektiv 2 wird durch eine Verschiebung des die Teile 1 bis 11 tragenden Schlittens 12 bewirkt. Dieser Schlitten hat seitlich reichliches Spiel.
Die Verstellung des Schlittens erfolgt mittels des an einer Nabenkappe 13'angesetzten lIebels 13 (Fig. 6 und 7) über die Achse 14 und den Mitnehmerhebel 15, der an dem am Schlitten 12 befestigten Stift 16 angreift. An der Nabenkappe 13' ist über die mit ihr verbundene Grundplatte 13" und den Aufhängezapfen 13"' eine Feder 17 angeordnet.
Der zweite Aufhängezapfen 13"" der Feder 17 ist mit dem Gehäuse 32 fest verbunden und ragt durch eine Ausnehmung 32 (Fig. 6) der Grundplatte 13" hindurch. Durch Schwenken des hebels 13 (Fig. 6) wird die Feder 17 zunächst bis zu ihrer Symmetriestellung gespannt und zieht die Nabenkappe 13' sodann in die zweite, nicht gezeichnete Ruhelage.
Ilierdurch wird der Schlitten 12 über die Elemente 13", 14, 15 und 16 in seiner Längsrichtung verschoben.
Die Lagen des Schlittens in den Endstel lungen werden durch die Anschlagpaare 18, 19 und 20, 21 bzw. 22, 25 und 23, 24 (Fig. 3) fixiert. Die am Schlitten 12 befindlichen Gegenanschläge 22 bis 25 (Fig. 4) sind so geformt, dass in den Anschlagstellungen stets ein resultierender Druck iiaeh unten entsteht, so dass dem Schlitten in seinen End- stellungen eine sichere Anlage an seine untere Führungsfläche 12' erteilt wird und beim lotrechten Andruck des Eindringkörpers von unten an den Prüfling kein toter Gang auftritt. Ausserdem wird durch die mit Nuten versehenen Gegenanschläge 22 und 23 eine bestimmte seitliche Lage des Schlittens gewährleistet.
Die Anschläge 18 bis 21 sind einstellbar. Dies ermöglieht, die Endlagen des Schlitteus so zu justieren, dass das Objektiv 2 bzw. der Eindringkörpcr 1 in ihren Arbeitsstellungen in die gleiche Achse zu liegen kommen. Mittels des Schlittens 26' wird die Vorrichtung auf die Auflicht Beleuchtungseinrichtung 27 (Fig. 6) aufgeschoben. Alit 2S ist das Le-Chatelier Mikroskop und mit 29 dessen Okular bezeichnet.
Die die Vurrichtung abdeckende Kappe 31 ist mittels Befestigungsschrauben 33 auf dem Haltebügel 34 angeschraubt, der auf dem Schlitten 12 befestigt ist. Die Kappe 31 lässt zwischen ihrem antern Rand und dem Gehäuse 26 einen Schlitz frei, um beim Verschieben des Schlittens 12 Reibung zu verhindern. Mit 36 ist in Fig. 1 eine Stossdämpferfeder angedeutet, die in den andern Figuren nicht dargestellt ist. Sie dient dazu, beim Umschalten auf Mikroskopieren den Stoss des Schlittens abzufangen und die Anschläge 22 bis 25 zu schonen. Eine sinngleich wirkende Feder kann auch auf der entgegengesetzten Seite des Schlittens angebracht werden.
Im Hebel 6 ist ein Ausschnitt 37 vorlanden, um den Strahlengang für das Objektiv 3 nicht zu behindern. Die Bohrung 39 im Schlitten 26' dient dazu, die Abbildungs- strahlen durchzulassen ; auch der Träger 9 hat eine Ausnehmung 40 für den ungehinderten Lichtdurchgang, wenn der Schlitten 12 in der linken Endstellung steht.