Durómetro con un diamante Vickers translúcido e iluminado mediante un conductor de luz.

Durómetro con a) un diamante Vickers (20) translúcido y que presenta superficies piramidales

(22), superficies de entrada de luz (26) y una superficie de salida de luz (24), con b) una carcasa que posee un extremo frontal en el que se sostiene el diamante Vickers (20), con c) una videocámara asignada a la superficie de salida de luz (24) y con d) medios luminosos asignados a las superficies de entrada de luz (26), caracterizado porque dicho durómetro presenta, además, una unidad electrónica alojada en la carcasa, porque la videocámara está conectada por fuera a la unidad electrónica, porque hay conductores de luz (34) entre los medios luminosos y las respectivas superficies de entrada de luz (26), y porque los conductores de luz (34) están dispuestos partiendo de un recorrido orientado de forma transversal a las superficies de entrada de luz (26) y de manera curvada en relación al eje (30) de la carcasa en su recorrido hacia los medios luminosos.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/DE2003/000064.

Solicitante: Agfa NDT GmbH.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: ROBERT-BOSCH-STRASSE 3 50354 HÜRTH ALEMANIA.

Inventor/es: ANTHE,ENNO, LAMMERICH,WERNER.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > G01N3/00 (Investigación de las propiedades mecánicas de los materiales sólidos por aplicación de una incitación mecánica)
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación de las propiedades mecánicas de los... > G01N3/42 (efectuando huellas bajo una carga permanente por dispositivos de penetración, p. ej. esfera, pirámide (G01N 3/54 tiene prioridad))
  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > INVESTIGACION O ANALISIS DE MATERIALES POR DETERMINACION... > Investigación de las propiedades mecánicas de los... > G01N3/06 (Adaptaciones especiales de los medios de indicación o de registro)

PDF original: ES-2522891_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Durómetro con un diamante Vickers translúcido e iluminado mediante un conductor de luz

La invención se refiere a un durómetro según el preámbulo de la reivindicación 1.

Se conoce un durómetro de este tipo en la publicación del autor Stefan Frank: "Transpyramidal 5 Indentation Viewing - New Possiblities for Mobile Hardness Testing", 15ª Conferencia Mundial sobre Ensayos No Destructivos, Roma, 15-21 de octubre de 2000. También se suele hablar de observación a través de los diamantes, es decir "through diamond viewing", en inglés. La medición tiene lugar bajo carga. En el artículo mencionado aparece una ilustración esquemática, en la cual el diamante está sujeto de tal forma a la punta frontal de la carcasa que sus superficies piramidales sobresalen libremente. La carcasa presenta orificios 10 laterales que desembocan en las superficies de entrada de luz. Aquí se encuentran los diodos luminosos. A la superficie de salida de luz se le asigna una lente que está inmediatamente conectada a una cámara CCD.

Del documento DE 41 09 014 A1 se conoce un dispositivo para la medición de dureza, en el que se suministra luz en forma de haz luminoso a una probeta translúcida mediante un conductor de luz. Dicho haz 15 luminoso se refleja en la superficie límite (superficie de indentación) formada por el cuerpo de ensayo y la probeta. La luz reflectada se suministra a un receptor mediante un conductor de luz. A partir de la relación entre el flujo de luz suministrado y el reflejado se puede deducir el tamaño de la superficie de indentación. Según los datos de este documento, la cantidad de luz reflejada es proporcional a la superficie de indentación. En el dispositivo no se emplea una cámara de vídeo, de modo que no se registra ninguna imagen de la superficie de 20 indentación con una videocámara. Por ello, durante el análisis no se puede corregir la forma conocida de la superficie de indentación, no se registra toda esta superficie de indentación y los reflejos desde el exterior o los reflejos escasos en la zona de la superficie de indentación parecen errores desproporcionados en el resultado de medición.

Del documento DE 44 22 873 A1 se conoce un medidor de dureza que funciona de forma absolutamente mecánica. Posee un sensor de desplazamiento que registra el movimiento relativo entre una unidad de penetración y una unidad de referencia. A partir del documento DE 38 34 846 A1 se conoce un durómetro previsto particularmente para la medición de la capacidad de resistencia del suelo en un cuerpo de agua. Funciona de forma exclusivamente mecánica. En el documento WO 98/03848 A1 se conoce un durómetro con el 30 que se puede calcular la aceleración, velocidad y recorrido de la probeta mediante un sensor. En este caso tampoco se prevén mediciones ópticas.

El aparato según la invención es adecuado particularmente para mediciones de dureza que requieran desplazamiento, es decir, las conocidas pruebas manuales. Sin embargo, principalmente también es adecuado 35 para su uso en laboratorios.

Aquí comienza la invención, la cual tiene por objeto seguir desarrollando el durómetro arriba mencionado, que hasta el momento ha sido descrito solo esquemáticamente, de modo que se pueda ahorrar espacio en sus extremos inferior y frontal. El durómetro debe poseer una construcción relativamente más estrecha en la zona del 40 diamante que aquella del durómetro mencionado anteriormente. Debe existir la posibilidad de desarrollar la parte frontal del aparato de forma tan estrecha y fina para que, en condiciones de espacio limitadas, también se pueda llevar a cabo una medición de la dureza, por ejemplo en los flancos de un engranaje o en otras zonas de difícil acceso.

Partiendo del tipo de durómetro mencionado inicialmente, este objetivo se consigue con las características de la reivindicación 1.

Por lo tanto, de acuerdo con la invención se emplean conductores de luz que pueden ser de uso comercial como fibras ópticas, tubos de luz, barra de plástico de luz o similares. Poseen un extremo de salida 50 que se encuentra justo al lado de la superficie de entrada de luz del diamante, y preferentemente presenta contacto directo con dicha superficie de entrada de luz. Cada superficie de entrada de luz tiene un conductor de luz asignado. También cabe la posibilidad de asignar varios conductores de luz a una superficie de entrada de luz.

En el otro extremo del conductor de luz, en el extremo de entrada, se prevé una fuente de luz. En este caso se emplea normalmente un diodo luminoso. Preferentemente, cada conductor de luz posee su propia fuente de luz. Sin embargo, también es posible unir parejas de conductores de luz a una fuente de luz o varios conductores a una fuente de luz. Preferentemente se emplean conductores de luz de uso comercial muy finos, especialmente con un diámetro inferior a 0, 7 mm, en particular inferior a 0, 2 mm. 60

Los conductores de luz poseen la ventaja de poder suministrar la luz de forma exacta y con precisión milimétrica al diamante. Por una parte, la superficie puede fabricarse de un tamaño muy pequeño en el extremo de salida del conductor de luz, de modo que el lugar de acoplamiento para la luz puede fijarse de forma muy precisa a los diamantes. Por otra parte, la distancia y la clasificación entre el extremo de salida inferior del conductor de luz y la superficie de entrada de luz del diamante puede establecerse de forma conveniente y ajustarse opcionalmente. Los conductores de luz son considerablemente más fáciles de manipular que los diodos luminosos, especialmente las sustituciones son más sencillas. 5

Los conductores de luz ofrecen particularmente la posibilidad de ahorrar espacio en la zona terminal inferior y frontal del durómetro. Se consigue un aparato delgado en el que se pueden desarrollar los diamantes lateralmente de forma muy fina. Ya no hay diodos luminosos dispuestos con sus conexiones eléctricas justo al lado del diamante, sino más bien preferentemente conductores de luz finos que se pueden doblar de modo que 10 el aparato se construya de forma relativamente delgada en la zona del diamante. De modo que cabe la posibilidad de desarrollar la parte frontal del aparato de forma tan estrecha y fina para que, en condiciones de espacio limitadas, también se pueda llevar a cabo una medición de la dureza, por ejemplo en los flancos de un engranaje o en otras zonas de difícil acceso.

El uso de conductores de luz presenta la gran ventaja de poder disponer las fuentes de luz, especialmente los diodos luminosos, sobre una placa del circuito de la pieza electrónica. Se suprimen los conductos separados de componentes electrónicos en cada uno de los diodos luminosos, como es necesario según el estado de la técnica mencionado anteriormente. Con ello se facilita el montaje, mantenimiento y fabricación del aparato. 20

Finalmente se debe indicar la siguiente ventaja: en el caso de los diodos luminosos prefabricados, como los que se pueden obtener de un fabricante, el punto de salida de luz se encuentra dentro de una zona específica de la carcasa de dicho diodo luminoso. El lugar exacto puede variar de un diodo luminoso a otro. Un ajuste de los diodos luminosos en el aparato según el estado de la técnica se asocia a un gran esfuerzo. En cambio, se puede 25 llevar a cabo un ajuste del extremo de entrada del conductor de luz a un diodo luminoso que se encuentra sobre una placa de circuito realizando un esfuerzo razonable aunque, con ello, se facilita tanto el acoplamiento como el desacoplamiento de la luz. A través de los conductores de luz, se aporta luz al diamante de forma sustancialmente más precisa, en el lugar y ángulo exactos en caso de una sección transversal más pequeña.

Según la invención, el conductor de luz está doblado, particularmente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Durómetro con a) un diamante Vickers (20) translúcido y que presenta superficies piramidales (22) , superficies de entrada de luz (26) y una superficie de salida de luz (24) , con b) una carcasa que posee un extremo frontal en el que se sostiene el diamante Vickers (20) , con c) una videocámara asignada a la superficie de salida de luz (24) y con d) medios luminosos asignados a las superficies de entrada de luz (26) , 5 caracterizado porque dicho durómetro presenta, además, una unidad electrónica alojada en la carcasa, porque la videocámara está conectada por fuera a la unidad electrónica, porque hay conductores de luz (34) entre los medios luminosos y las respectivas superficies de entrada de luz (26) , y porque los conductores de luz (34) están dispuestos partiendo de un recorrido orientado de forma transversal a las superficies de entrada de luz (26) y de manera curvada en relación al eje (30) de la carcasa en su recorrido hacia los 10 medios luminosos.

2. Durómetro según la reivindicación 1, caracterizado porque los medios luminosos están dispuestos en la unidad electrónica.

3. Durómetro según la reivindicación 1, caracterizado porque los conductores de luz (34) poseen una funda protectora mecánica que los cubre al menos externamente.

4. Durómetro según la reivindicación 1, caracterizado porque la carcasa presenta una superficie de agarre (60) en su capa exterior que puede ser empuñada por una mano humana. 20

5. Durómetro según la reivindicación 1, caracterizado porque la carcasa posee una primera pieza de carcasa (28) que forma el extremo frontal, y también una segunda pieza de carcasa (56) ; porque la primera pieza de carcasa (28) está dispuesta de forma desplazable en relación a la segunda pieza (56) a lo largo de un eje (30) de la carcasa, y porque entre la primera pieza de carcasa (28) y la segunda pieza de carcasa (56) se 25 dispone un resorte de medición (54) .

6. Durómetro según la reivindicación 5, caracterizado porque prevé un sensor de desplazamiento en la carcasa que registra la respectiva distancia entre la primera pieza de carcasa (28) y la segunda pieza de carcasa (56) , y está unido a la unidad electrónica. 30

7. Durómetro según la reivindicación 1, caracterizado porque incorpora un sensor de aceleración (74) a la carcasa que está unido a la unidad electrónica.

8. Durómetro según la reivindicación 1, caracterizado porque se prevé una tapa de accionamiento (64) que 35 posee un microinterruptor (57) .