DE736251C - Vorrichtung zum Bestimmen der Haerte kleiner Koerper - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Bestimmen der Härte kleiner Körper Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Bestinunen der Härte kleiner Körper,' z. B. von Gefügebestandteilen, nach dem Eindringverfahren, bei dem der Eindruckkörper durch eine Feder belastet wird. Die Durchbiegung dieser Feder dient in an sich bekannter Weise als Maß für die Belastung; und in ebenfalls bekannter Weise wird sowohl diese Durchbiegung als auch die Größe des vom Eindringkörper erzeugten Eindrucks auf optischem. Wege gemessen.
• Gegenüber den bekannten ähnlichen Härteprüfern besteht die Erfindung nun darin, daß als Belastungsmittel IdieSdurch die Verdrehung einer oder mehrerer Wellen entstehende federnde Verdrehungskraft dient. Als wesentlicher Vorteil der Anwendung von Torsionswellen als federnde Elemente sei angeführt, daß sich sowohl der Abstand der Einspiannstellen als auch die Durchmesser der Wellen bei einer Serienanfertigung sehr genau einhalten lassen, wodurch sich ein nachträgliches Abstimmen der einzelnen Apparate erübrigt.
• Auch die Einzelanfertigung oder Eichung der zur Belastungsmessung verwendeten Teilung wird dadurch überflüssig.
• Ein weiterer Vorteil der Vorrichtung liegt darin, daß Torsionsfedern der hier verwendeten Art gegenüber allen Beanspruchungen, die nicht in Richtung der Federung erfolgen, hohen Widerstand leisten. Der von den Torsionswellen getragene Eindringkörper läßt sich also nur schwer aus der durch die Konstruktion der Vorrichtung vorgeschriebenen Bahn herausdrücken. Besondere Führungen erübrigen sich deshalb bei entsprechender Anwendung der gegebenen konstruktiven Möglichkeiten vollkommen, und die Vorrichtung bleibt frei von jeder zusätzlichen, das Meßergebnis verfälschenden Reibung.
• Als besonderer Vorzug sei noch folgendes angeführt : Bei der Torsionsfeder dreht sich bekanntlich ein an der Torsionswelle befestigter Federarm um die neutrale Faser des Stabes. Das Ende des Armes beschreibt demnach einen Kreisbogen, ohne daß besondere Führungsglieder angeordnet werden müssen. Das ist bei keiner anderen Federart der Fall. Die sich hieraus ergebenden günstigen konstrultiven Verhältnisse sind aus den Abbildungen und aus der Beschreibung ohne weiteres zu entnehmen.
• In den Abb. 1 bis 5 ist ein Ausführungsbeispiel der Erindung dargestellt.
• Die Abb. I zeigt einen Längsschnitt durch die Vorrichtung. Der Eindringkörper, z. B. eine Diamantpyramide 1, befindet sich hier in der Gebrauchsstellung. Durch Anheben der Vorrichtung mittles der Feineinstellung des Mikroskopes wird die Spitze der Diamantpyramide in den auf dem Objekttisch des Mikroskopes liegenden Prüfling 2 gepreßt und dadurch der Eindruck erzeugt.
• Wie aus Abb. 2 ersichtlich ist, kann durch Schwenken des oberen Teiles um die mechanische Achse 3 ein Mikroskopobjektiv 4 zum Ausmassen des Eindruckes in die Gebrauchsstellung gebracht werden. In der Stellung gemäß Abb. 1 befinden sich die optischen Systeme 5 und 6 sowie das Prisma 15 im Strahlengang des Mikroskopes, Diese Systeme dienen zum Messen der Bewegung des den Eindringkörper tragenden Teiles 32 mittels der Teilung 33. Es kann also mit dem gleidlen Mikroskop sowohl die Belastung als auch - nach Umschalten - die Größe des Eindruckes gemessen werden. Die Anschläge 8, 9, 10 und 11, die die Schwenkbewegung begrenzen, sind so justiert, daß der zu untersuchende, mit Hilfe des im Okular 13 angeordneten Fadenkreuzes seiner Lage nach bestimmte Gefügebestandteil, nach dem Umschalten der Vorichtung und Heranführen derselben mittels der Feineinstellng, von der Mitte des Eindringkörpers z. B. von der Spitze einer Diamantpyramide getroffen wrid.
• Die Fadenkrenzmitte und die Mitte des Eindringkörpers kann man also, wenn man die Umschaltung berücksichtigt, als optisch einander zugeordnet bezeichnen. Infolge des kleinen Winkels dieser Schaltbewegung und durch besonders kräftige Ausbildung der Achse und der Anschläge ist die erforderliche Genauigkeit gewährleistet. Die Auflichtbeleuchtung des Prüflings 2 erfolgt durch das Objektiv 4, die der Teilung durch die Linsen 5, 6 und das Prisma 15. Die Lichtzuführung geschieht mittels eines itl die Vorrichtung eingebauten Opak-Illuminators mit den Linsen I6, Is, 18 und dem Planglas 19.
• Die Vorrichtung ist mittels einer Schwalbenschwanzführung 20 nach Abb. 4 abnehmbar mit dem Miliroskoptubus verbunden. In Abb. 3 ist das Prinzip der Federbelastung des Eindringkörpers durch Torsionsfederung der beiden Wellen 21 dargestellt. Diese Wellen sind mit dem Hauptträger 22 und den Anuen 23, 24, 25, 26 fest verbunden. Das Stahlband 27 verbindet die beiden atl den Torsionsarmen befindlichen Rotationsflächen 28 und 29 und wird durch die beiden Spiralfedern 30 und 31 straff angespannt. Diese Federn sind so bemessen, daß auch bei einer maximalen Prüfbelastung eine Druchbiegng derselben nicht eintritt. Bewegt sich nun bei Betätigung der Feineinstellung des Mikro skopes der Hauptträger 22 der Vorrichtung in Richtung des Pfeiles und stößt hierbei die Spitze des Eindringkörpers an der Prüffläche auf Widerstand, so wird unter gleichzeitiger Beanspruchung der Wellen 21 auf Torsion ein Abrollen des Bandes 27 und des mit ihm verbundenen Trägers 32 an den bewegten Rotationsflächen 28 und 29 stattfinden. Die Übertragung der durch Beanspruchung der Wellen auf Torsion erzeugten Kraft auf den Eindringkörper erfolgt demmach ohne wesentliche äußere Reibung und streng geradlinig.
• Die Größe der auftretenden Belastung des Eindringkörpers und damit die Tiefe des Eindruckes ist abhängig vom Weg des Hauptträgers 22 der Torsionswellen. Die Relatilverschiebung zwischen dem Hauptträger 22 und dem Träger 32, an dem das Objektiv 6 befestigt ist, kann an der Teilung 33 abgelesen werden. Diese Verschiebung ist ein Maß für die zum Eindrücken des Eindringkörpers aufgewendete Israft. Nach Erzeugung des Prüfeindruckes wird durch 13etätigung der Feineinstellung der Eindringkörper zurückgezogen und mittels der Schwenkeinrichtung das Mikroskopobjektiv in die Gehrauchsstellung gebracht. Jetzt kann die Größe des Eindruckes mittels eines Meßokulares bestimmt werden.
• Bei der Ausführung nach Abb. 5 werden die unteren Arme25 und 26 nicht auf dem Torsionsstab 21 festgeklemmt, sondern auf einer etwas stärkeren Welle leicht drehbar gelagert, z. B. in kleinen Kugellagern, Bei der Bewegung wird der Stab also nicht der dreht, sondern die Verdrehungskraft wirkt nur am oberen Verdrehungsstab 21. Diese Bauart ist dann nützlich, wenn man eine größere Durehbiegung wünscht. Die Nerdrehungsstäbe würden dann nämlich so dünn, daß die Seitenstabilität nicht nielir gewährleistet wäre. Die Vorrichtung ist dann allerdings nicht mehr ganz reibungsfrei, doch kann die Reibung durch Verwendung von Kugellagern, Spitzenlagerungen oder auf ähnliche Weise außerordentilich niedrig gehalte werden.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCH: 1. Vorrichtung zum Bestimmen der Härte kleiner Köper, z. B. von Gefügebestandteilen, mit einem federbelasteten Eindruckkörper, bei der die Durchbiegung der Feder als Maß für die Belastung dient und sowohl diese Durchbiegung als auch die Größe des vom Eindringkörper erzeugten Eindruckes auf optischem Wege gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Belastungsmittel die durch die Verdrehung einer oder mehrerer Wellen (2I) entstehende federnde Verdrehungskraft dient.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß mit den Verdrehungswellen (21) je zwei Federarme (23, 24 bzw. 25, 26) fest verbunden sind, die an ihren Enden als Teile von Rotationsflächen ausgebildet sind, über die ein sämtliche Arme verbindendes biegsames Element (Band, Draht, Kette o. dgl.) gespannt ist, an dem der Träger des Eindringkörpers befestigt ist.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch I oder 2, gekennzeichnet durch Verwendung nur einer Verdrehungswelle mit nur einem daran angeordneten Arm, während der zweite Arm um eine an Stelle der zweiten Verdrehungswelle angeordnete Achse drehbar gelagert ist.