DE2751095C2 - Härteprüfgerät nach Shore - Google Patents

Description

a) einen Steuerzähler (23), der nur die Vorwärtszähiimpulse erfaßt und jedesmal nach Erreichen eines vorgegebenen Zählerendwertes das Zeitglied (2t) in den Anfangszustand zurückstellt, wobei dieser Zählerendwert im Vergleich mit ^J0 der dem Meßweg entsprechenden Gesamtzahl von Vorwrtszählimpulsen sehr klein ist,

b) der Ablauf der durch Jas Zeitglied (21) bestimmten Zeiispame wird durch die Startbewegung des Winkelinkrer i-nlringes (9) zu " Beginn des Meßvorganges und nach jeder Rückstellung des Zeitgliedes (21) durch den Steuerzähler (23) selbsttätig ausgelöst,

c) der Steuerzahler (23) ist vom vollendeten Ablauf dieser Zeitspanne an für den Rest des Meßvorganges blockiert.

2. Härteprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verknüpfungsglieder (18a, \Sb) UND-Verknüpfungsglieder sind, deren e\ner 4·> Eingang von den Vorwärts- bzw. Rückwärtszählimpulsen und deren jeweils zweiter Eingang vom Zeitglied (21) durch ein Ausgangssignal derart beaufschlagt ist, daß die Vorwärts- und die Rückwärtszählimpulse erst nach Ablauf der durch das Zeitglied (21) bestimmten Zeitspanne über die Verknüpfungsglieder (18a, 186,1, in den Vorwärtsbzw. Rückwärtszähleingang (29, 30) des Meßwertzählers (19) gelangen.

3. Härteprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch « gekennzeichnet, daß das Zeitglied (21) ein von einem Zeittaktgeber (31) einstellbarer Frequenz gesteuerter Zähler (32) ist, dessen im Vergleich stum Steuerzähler (23) sehr viei höherer Zählerendwert entsprechend der im Zeitglied (21) ablaufenden m> Zeitspanne gewählt ist, und der außer durch den Steuerzähler (23) auch durch ein in der Anfangsstellung des Winkelinkrementringes (9) entstehendes Nullstellungssignal rückstellbar ist.

Die Erfindung betrifft ein Härteprüfgerät nach Shore, insbes, zur Härtemessung an elastomeren oder ähnlichen Werkstoffen mit einem Eindringkörper und Anzeige seines Meßweges nach vorgegebener Anpreßdauer an die Probe, bestehend aus einem vom Eindringkörper entsprechend seinem Meßweg verdrehbaren Markierungsring mit einer Winkelinkrementmarkierung, einer auf die Winkelinkementmarkierung ansprechenden und entsprechend der Drehung des Winkelinkrementringes Vorwärts- und Rückwärtszählimpulse erzeugenden Leseeinrichtung, einem vorwärts und rückwärts zählenden Meßwertzähler, dem die Vorwärts- und die Rückwärtszählimpulse über je ein Verknüpfungsglied zugeführt werden, und aus einem Zeitglied, das die beiden Verknüpfungsglieder derart beaufschlagt, daß im Meßwertzähler die Zählimpulse nur entsprechend dem nach Ablauf einer durch das Zeitglied bestimmten, nach Maßgabe der Anpreßdauer gewählten Zeitspanne bestehenden Meßweg summiert werden.

Die Erfassung des Meßweges des Eindringkörpers erst nach vorgegebener Anpreßdauer an die Probe, in der Regel drei Sekunden nach der Berührung zwischen der Auflagefläche des Gerätes und der Probe, soll vorhandenen Fließeigenscheften des Probenwerkstoffes Rechnung tragen. Bei aus der Praxis bekannten Meßvorrichtungen wird daher das Härteprüfgerät in einen Meßstand eingespannt, der ein planparalleles Andrücken des Prüfgerätes an die Probe mit einer vorgegebenen Kraft gestattet und einen Endschalter aufweist, der im Augenblick der Berührung zwischen der Auflagefläche des Prüfgerätes und der Probe den Ablauf der der Anpreßdauer entsprechenden Zeitspanne im Zeitglied auslöst, so daß sowohl der Zeitpunkt der Auslösung dieser Zeitspanne als auch die Zeitspanne selbst genau festliegen und reproduzierbar sind. — Nachteilig bei diesen bekannten Härteprüfgeräten ist die Tatsache, daß ihr Ansetzen an die Probe von Hand, also unter Verzicht auf einen McBstand, Schwierigkeiten bereiten und zu erheblichen Meßfehlern führen kann, weil der Zeitpunkt, an welchem der Meßweg des Eindringkörpers an sich ermittelt werden müßte, nicht mit ausreichender Genauigkeit und Zuverlässigkeit festgestellt und eingehalten werden kann. Das ist einerseits in der Messung der der Anpreßdauer entsprechenden Zeitspanne selbst, beispielsweise mittels einer Stoppuhr oder dergl., aber vor allem auch darin begründet, daß der Zeitpunkt von dem aus diese Zeitspanne zu messen ist, nur sehr unsicher und mit entsprechend großem Fehler bestimmt werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Härteprüfgerät der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es auch beim Ansetzen an die Probe von Hand, also ohne Einspannung in einen Meßstand, eine exakte und reproduzierbare Festlegung des für die Ermittlung des Meßweges des Eindringkörpers maßgebenden Zeitpunktes ermöglicht, so daß für den zu diesem Zeitpunkt bestehenden, die Härte der Probe beschreibenden Meßweg des Eindringkörpers entsprechend genaue Meßwerte erhalten werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Kombination der folgenden Merkmale gelöst:

a) einen Steuerzähler, der nur die Vorwärtszählimpulse erfaßt und jedesmal nach Erreichen eines vorgegebenen Zählerendwertes das Zeitglied in den Anfangszustand zurückstellt, wobei dieser Zählerendwert im Vergleich mit der dem Meßweg

entsprechenden Gesamtzahl von Vorwärtszählimpulsen sehr Wein ist,

b) der Ablauf der durch das Zeitglied bestimmten Zeitspanne wird durch die Startbewegung des Winkelinkrementringes zu Beginn des Meßvorganges und nach jeder Rückstellung des Zeitgliedes durch den Steuerzähler selbsttätig ausgelöst,

c) der Steuerzähler ist vom vollendeten Ablauf dieser Zeitspanne an für den Rest des Meßvorganges blockiert ι ο

Der durch die Erfindung erreichte technische Fortschritt besteht im wesentlichen darin, daß bei dem erfindungsgemäßen Härteorüfgerät der Zeitpunkt für den Beginn der Anpreßdauer bis zur Meßwertermittlung aus dem zeitlichen Auftreten der Vorwärts- und Rückwärtszählimpule selbst abgeleitet und ebenso wie die Anpreßdauer selbst sehr genau bestimmt wird. Beim Ansetzen des Härteprüfgerätes an die Probe werden nämlich Vorwärtszählimpulse so schnell aufeinander folgen, daß der Steuerzähler seinen Zählerendwert immer wieder erreicht, bevor die Zeitspanne im jeweüs zuvor zurückgestellten Zeitglied abgelaufen ist. Die Rückstellungen des Zeitgliedes folgen daher se schnell aufeinander, daß die Zeitspanne während dieser Phase des Meßvorganges nicht vollständig ablaufen kann. Erst wenn das Prüfgerät an die Probe angelegt ist und daher Vorwärtszählimpulse, wenn überhaupt noch, so nur in so geringer Anzahl aufeinanderfolgen, daß der Endwert des Steuerzählers innerhalb dieser Zeitspanne nicht jo mehr erreicht wird, unterbleibt auch die Rückstellung des Zeitgliedes und die Zeitspanne kann in ihrer vollen Länge mit dem Ergebnis ablaufen, daß der Meßweg des Eindringkörpers für den Augenblick dieses Ablaufes erfaßt und der Steuerzähler blockiert wird. Dann J5 beispielsweise noch entstehene Vorwärtszählimpulse können somit nicht mehr das Zeitglied über den Steuerzähler beeinflussen.

Eine Weiterbildung der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Verküpfungsglieder UND-Verknüpfungsglieder sind, deren einer Eingang von den Vorwärts- bzw. Rückwärtszählimpulsen und deren jeweils zweiter Eingang vom Zeitglied durch ein Ausgangssignal derart beaufschlagt ist, daß die Vorwärts- und die Rückwärtszählimpulse v-, erst nach Ablauf der durch das Zeitplied bestimmten Zeitspanne über die Verknüpfungsglieder in den Vorwärts- bzw. Rückwärtszähleingang des Meßwertzählers gelangen. Das hat den Vorteil, daß die Meßwertbildung erst durch die Impulszählung nach dem Ablauf der Zeitspanne und endgültig bis zum vollendeten Abnehmen des Prüfgerätes von der Probe erfolgt, dagegen die beim Ansetzen des Prüfgerätes an die Probe bis zur satten planparallelen Anlage und während des Ablaufes der Her Anpreßdauer entsprechenden Zeitspanne entstehenden Vorwärts- und auch Rückwärtszählimpulse für die Meßwertbildung unberücksichtigt bleiben.

Zweckmäßig ist das Zeitglied ein von einem Zeittaktgeber einstellbarer Frequenz gesteuerter weite- to rer Zähler, dessen im Vergleich zum Steuerzähler sehr viel höherer Zählerendwert entsprechend der im Zeitglied ablaufenden Zeitspanne gewählt ist, und der außer durch den Steuerzähler auch durch ein in der Anfangsstellung des Winkelinkrementringes entstehen- ίϊ des Nullstellungssigna! rückstellbar ist.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; die einzige Figur zeigt in schematisier Darstellung den grundsätzlichen Aufbau eines Härteprüfgeräte·: nach der Erfindung.

In der Zeichnung sind allgemein bei 1 die für das Verständnis der Erfindung wichtige Teile des mechanischen Aufbaus des Härteprüfgerätes angedeutet Im einzelnen besitzt das Gerät an seinem im übrigen nicht dargestellten Gehäuse eine Anlagefläche 2 für die ebenfalls nicht dargestellte Probe, Die Anlagefläche 2 wird von einem an seinem vorderen Ende den Eindringkörper 3 bildenden Stößel 4 durchgriffen, der Iängsverschieblich im Prüfgerät geführt ist und unter dem Druck einer bei 5 angedeuteten Feder steht Der Stößel 4 steht über ein bei 6 angedeutetes Getriebe mit einer um die Achse 7 drehbar gelagerten Scheibe 8 in Verbindung, die sich entsprechend der Verstellung des Stößels 4 verdreht Die Scheibe 8 trägt einen Markierungsring 9 mit einer lediglich bei 10 angedeuteten Winkelinkrementmarkierung. Normalerweise, d.h. ohne an die Fläche 2 angelegte Probe, steht der Stößel 4 mit dem Eindringkörper 3 um ein b/stimmtes, in der Zeichnung nicht dargestelltes Maß über die Fläche 2 vor. In dieser Ausgangsstellung befindet sich eine Nullpunktmarkierung 11 gegenüber einem Lesekopf 12, der auf die Nullpunktmarkierung 11 anspricht und dementsprechend in seinem Ausgang 13 ein Nullpunktsignal erzeugt. Wird das Gerät mit seiner Fläche 2 gegen eine Probe angesetzt, wird der Stößel 4 beispielsweise in die in der Zeichnung wiedergegebene Stellung zurückgedrückt, wobei der Ehidringkörper 3 entsprechend der Härte des Probenwerkstoffes in die Probe eindringt. Mit der Verstellung des Stößels 4 ist eine Verdrehung des Markierungsringes 9 verbunden, so daß eine der Winkeldrehung des Ringes 9 entsprechende Anzahl von Winkelinkrementmarkierungen 10 an einer weiteren Leseeinrichtung 14 vorbeiläuft, wobei die Winkelinkrementmarkierungen 10 entsprechend der Drehung des Winkelinkrementringes 9 Vorwärts- und Rückwärtszählimpulse in der Leiteinrichtung 14 erzeugen. Die Leseeinrichtung 14 kann beispielsweise aus zwei bei 15 angedeuteten Lichtschranken bestehen, von welchen je nach Drehrichtung des Winkelinkrementringes 9 die eine oder die andere zuerst auf jeweils dieselbe Winkelinkrementniarkierung anspricht so daß die Winkelinkremer.timpulse beider Lichtschranken 15 in der aus der Zeichnung bei 16a, 16fc ersichtlichen Weise zeitlich gegeneinander verschoben sind, je nach dem sich der Winkelinkrementring 9 vorwärts in Richtung des Pfeiles 17 oder rückwärts dreht. Im ersten Falle werden die beiden gegeneinander verschobenen Impulsfolgen 16a zu Vorwärtszählimpulsen, im zweiten Fall die zwei Impulsfolgen 166 zu Rückwärtszählimpulsen ip im einzelnen nicht interessierender Jßd daher nicht dargestellter Weise verarbeitet. Diese Vorwärts- und Rückwänszählimpulse werden über je ein Verknüpfungsglied 18a, \%b einem vorwärts und rückwärts zählenden Meßwertzähler 19 zugeführt, dessen Zählsumme in einer Digitalanzeige 20 erscheint Ferner ist ein allgemein mit 21 bezeichnetes Zeitglied vorhanden, daß die beiden Verknüpfungsglieder 18a, 18i? über die Leitung 22 derart beaufschlagt, daß im Meßwertzähler 19 die Zählimpulse nur entsprechend demjenigen Meßweg des Eindringkörpers 3 summiert werden, wie er nach Ablauf einer durch das Zeitglied 21 bestimmten und nach Maßgabe der Anpreßdauer gewählten Zeitspanne tatsächlich besteht. Ferner ist ein Steuerzähler 23 vorgesehen, der nur die Vorwärtszählimpulse erfaßt und jedesmal nach Erreichen eines

vorgegebenen Zählerendwertes über die Leitung 24 das Zeitglied 21 in den Anfangszustand zurückstellt. Dieser Zählerendwert ist im Vergleich mit der dem MeBweg des Eindringkörpers 3 entsprechenden Gesamtzahl von Vorwärtszählimpulen sehr klein, beispielsweise gleich 8, so daß mit jedem achten Vorwärtszählimpuls im Ausgang des Zählers 23 ein das Zeitglied 21 in den Anfangszustand zurückstellendes Signal erscheint. Der Ablauf der durch das Zeitglied 21 bestimmten Zeitspanne beginnt erstmals durch die Startbewegung des Winkelinkrementringes 9 zu Beginn des Meßvorganges durch das dann verschwindende Nullstellungssignal des Lesegerätes 12. dessen Signal in der Nullstellung des Prüfgerätes über die Leitung 25 das Zeitglied 21 in seinem Anfangszustand hält. Im übrigen wird der Ablauf der durch das Zeitglied 21 bestimmten Zeitspanne nach jeder Rückstellung des Zeitgliedes 21 durch den Steuerzähler 23 erneut selbsttätig ausgelöst.

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Zeitspanne nur dann vollständig ablaufen, wenn währenddessen weniger Vorwärtsimpulse entstehen, als dem Zählerendwert des Steuerzählers 23 entspricht. Ist dies der Fall und vollendet sich also der Ablauf der Zeitspanne im Zeitglied 21, entsteht im Ausgang 25 des Zeitgliedes 2 ein die Verknüpfungsglicder beaufschlagendes Signal, das gleichzeitig den Steuerzähler 23 für den Rest des Meßvorganges blockiert. Die VerV.nüpfungsglieder 18a. 18b sind im Ausführunpsbespiel UND-Verknüpfungsglieder, deren einer Eingang 27 von den Vorwärts- bzw. Rückwärtszählimpulsen und cereti jeweils zweiter Eingang 28 von dem bereits erwähnten Ausgangssignal des Zeitgliedes 21 derart beaufschlagt ist. daß die Vorwärts- und die Rückwärts/ählimpulsc erst nach Ablauf der durch das Zeitglied 21 bestimmten Zeitspanne über die Verkniipfungsglieder I8.i. 1fl£> in den Vorwärtszähleingang 29 und den Rückwärts/ähleingang 30 des Meßwertzählers 19 gelangen. Das Zeitglied 21 selbst ist im Ausführungsbeispicl ein von einem Zeittaktgeber 31 einstellbarer Frequenz gesteuerter weiterer Zähler 32, dessen im Vergleich zum Steuerzähler 23 sehr viel höherer Zählerendwert, beispielsweise 4000. entsprechend der im Zeitglied 21 ablaufenden Zeitspanne gewählt ist. Der Zähler 32 ist über den Rückstelleingang 32.1 seitens des Steuerzählers 23 in den Anfangszustand zurückstellbar, beginnt aber dann sofort wieder erneut zu zählen, oder der Zähler 32 kann durch den Rückstelleingang 32.2 im Anfangszustand gehalten werden, während der Zeittaktgeber 31 ständig läuft.

Wird das Prüfgerät 1 an die nicht dargestellte P-obe angesetzt, so entsteht zunächst eine große, im einzelne dem Drehwinkel des Winkelinkrementringes 9 entspre chende Anzahl von Vorwärtszählimpulsen, deren Folg selbstverständlich auch bei beispielsweise nicht zügigen Ansetzen durch Rückwärtszählimpulse unterbrochei werden kann. Außerdem löst der Start des Winkelinkre mentringes 9 den Zeitzähler 32 aus, der, gesteuert durcl den Zeittaktgeber 31, zu zählen beginnt. Ehe jedoch de in ihm entsprechend der gewünschten Zeitspann vorgegebene Zählerendwert von beispielsweise 400 erreicht wird und das Ausgangssignal im Zäh erausgan 26 entstehen kann, wird der Zähler 32 durch di Ausgangssignalc des Steuerzahlers 23 wcf en dcsse geringen Zählerendwcrtes von beispielsweise nur immer wieder in den Anfangszustand zunickgestell Das hat zur Folge, daß die Vorwärts- und llückwäru /ählimpulsc nicht über die UND-Verknüpft ngsgliede 18a, 18Λ im Meßwcrt/ähler 19 zur Zählung gelanget

dargestellten Probe satt anliegt also nur nocl geringfügige weitere Verstellungen des fjidringkor pers 3. des Stößels 4 und des Winkelinkrementringes erfolgen, kann im Zeitzähler 32 der Zäherendwcr erreicht werden, weil dem Steuerzahler 23 cniwede keine oder innerhalb der Zeitspanne weniger als seinen Zählercndwert entsprechende, im Ausfühni igsbeispie also weniger als acht Vorwärlszählimpulse /ugeführ wcrder Das dann im Ausgang 26 des Zeitzählers 3 entstehende Signal schafft einerseits die Voriussct/urif dafür, daß von diesem Zeitpunkt an die Vorwärts um Rückwärtszählimpulsc über die WND-Verknüpfung glieder 18a. 18b im Meßwertzähkr zur Meß« crtbildunj aufsummiert werden können, zum anderen verriegelt e den Steuerzahler 23. so daß die dann noch cn !stehendet Vorwärtszählimpulse nicht mehr zu einer Rückstellung des Zeitzählers 32 führen können. Der Meßwert ergib sich also aus denjenigen Vorwärts- und Rückwärtszahl impulsen, die nach Ablauf der Zeitspanne des Zcit/iih lers 32 und beim Abnehmen des Prüfgerätes von dei Probe, also beim Zurücklaufen des Winkclinkrcmeiitrm ges 9 und des Stößels 4 in ihre Nullstellung entstehen Das dann in der Nullstellung wieder jurdi da¹ Lesegerät 12 erzeugte Nullstellungssignal stellt über den F.ingar.g 32.2 den Zeitzähler \2 in den Anfangs/u stand zurück und hebt dadurch gleichzeitig dt; Sperrung des Steuerzahlers 23 auf.

Härteprüfgeräte der beschriebenen Art können auch zur Härtemessung an Garnspulen. Schokolade. Würsten und dergleichen abgewandelt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   I. HSrteprflfgerät nach Shore, insbes, zur Härtemessung an elastomeren oder ähnlichen Werkstoffen mit einem Eindringkörper und Anzeige seines MeBweges nach vorgegebener Anpreßdauer an die Probe, bestehend aus einem vom Eindringkörper entsprechend seinem Meßweg verdrehbaren Markierungsring mit einer Winkelinkrementmarkierung, einer auf die Winkelinkrementmarkierung ansprechenden und entsprechend der Drehung des Winkelinkrementringes Vorwärts- und Rückwärtszählimpulse erzeugenden Leseeinrichtung, einem vorwärts und rückwärts zählenden Meßwertzähler, dem die Vorwärts- und die Rückwärtszählimpulse über je ein Verknüpfungsglied zugeführt werden, und aus einem Zeitglied, das die beiden Verknüpfungsglieder derart beaufschlagt daß im Meßwertzähler die Zählimpulse nur entsprechend dem nach Ablauf einer durch das Zeitglieci bestimmten, nach Maßgabe der Anpreßdauer gewählten Zeitspanne bestehenden Meßweg summiert werden, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: