Un aparato para medir la dureza de una probeta, comprendiendo el citado aparato:

un alojamiento (20, 21),

un cuerpo de impacto (32) para ser hecho chocar contra la mencionada probeta, en el que dicho cuerpo de impacto (32) es movible a lo largo de un eje geométrico (38) de dicho aparato, entre una posición cargada y una posición liberada,

un órgano de accionamiento (23) que puede ser desplazado a lo largo de una trayectoria desde una posición extendida a una posición deprimida,

en el que dicho aparato está destinado

a disparar dicho cuerpo de impacto (32) liberándolo desde dicha posición cargada moviendo dicho órgano de accionamiento (23) desde dicha posición extendida hacia dicha posición deprimida, y

a mover dicho cuerpo de impacto (32) desde dicha posición liberada a dicha posición cargada al mover a dicho órgano de accionamiento (23) desde dicha posición deprimida a dicha posición extendida,

cuyo citado aparato comprende, además,

un órgano de agarre (40, 42) que puede ser hecho funcionar por dicho órgano de accionamiento (23) para aplicarse con dicho cuerpo de impacto (32) en dicha posición liberada cuando el citado órgano de accionamiento (23) es movido a dicha posición deprimida y a retener dicho cuerpo de impacto (32) en la citada posición cargada cuando dicho órgano de accionamiento (23) se encuentra en dicha posición extendida,

un mecanismo de liberación (44, 45) que puede ser hecho funcionar por dicho órgano de accionamiento (23) para liberar dicho cuerpo de impacto (32) de dicho órgano de agarre (40, 42) cuando dicho órgano de accionamiento (23) es movido desde dicha posición extendida hacia dicha posición deprimida, y

un resorte de impacto (48) que se extiende entre dicho órgano de agarre (40, 42) y dicho cuerpo de impacto (32), en el que, cuando dicho cuerpo de impacto (32) es liberado desde dicha posición cargada, el citado resorte de impacto (48) se extiende para acelerar a dicho cuerpo de impacto (32) contra dicha probeta

Aparato para medir la dureza por impacto.

Campo de la técnica

El invento se refiere a un aparato para medir la dureza de una probeta haciendo chocar un cuerpo de impacto contra la probeta y midiendo un parámetro del rebote del cuerpo de impacto.

Técnica anterior

En el campo de los ensayos de dureza no destructivos se llevan a cabo una gran variedad de pruebas utilizando dispositivos de impacto. Un concepto original se describió en el documento US 4 034 603.

Para determinar la dureza de la probeta a ensayar, se calcula de alguna forma la energía de rebote; bien como valor absoluto o de modo proporcional relacionándola con la energía entrante.

Típicamente, estos dispositivos consisten en un alojamiento tubular y un cuerpo de impacto cilíndrico o en forma de bala que puede moverse linealmente en el interior del alojamiento. Para llevar a cabo el ensayo, el cuerpo de impacto choca con una cierta energía sobre la superficie a ensayar. La mayoría de los dispositivos de impacto utilizan un muelle para suministrar la energía de choque.

Se llama ahora la atención acerca de los dos mecanismos más comunes.

1) En una primera clase de dispositivos, el mango o el cuerpo del dispositivo es hecho funcionar para cargar el resorte a una presión máxima, tras lo cual un gatillo libera automáticamente el cuerpo de impacto. Tras la acción del impacto, el dispositivo recupera su estado "relajado" por medio de un segundo resorte. Este modo de funcionamiento se considera el modo clásico, ya que lo encontramos, entre otros, en herramientas tales como granetes o dispositivos activados por resorte para clavar clavos o grapas. Mecanismos similares se encuentran, también comúnmente en las armas.

2) En una segunda clase de dispositivos, el resorte se carga hasta una presión de resorte máxima y el dispositivo es retenido en estado armado. En una operación separada se libera un disparador, por ejemplo apretando un pulsador. Este es el concepto que se describe, por ejemplo, en el documento US 4 034 603.

Un breve análisis de los dos modos pone de manifiesto sus inconvenientes en relación con el alcance del dispositivo objeto del invento.

En el caso 1), el operador tiene que realizar un esfuerzo físico al armar el resorte de carga (que puede almacenar una energía considerable). Esto es motivo de temblores y resbalamientos, dicho de otro modo sus resultados no son fiables.

En el caso 2), se alivia el problema antes mencionado - el operador puede disparar el dispositivo de manera relaja- da - sin embargo, a costa de tener que ejecutar una operación adicional y de un disparador mecánico separado. En los casos en que el dispositivo de ensayo es accionado por un brazo robótico, un disparador adicional significa un sistema menos ágil y más complicado.

La fig. 1 muestra un dispositivo de impacto típico utilizado para el ensayo de la dureza de un metal, que funciona de acuerdo con el caso 2) descrito en lo que antecede.

Este tipo de dispositivo de impacto se ha convertido en el estándar industrial (informe de ASTM).

Analicemos las características de carga y de disparo del dispositivo clásico, ya que se verán superadas por el presente invento.

Para "armar" el dispositivo se carga el resorte de impacto empujando manualmente el tubo de carga 1 hacia la probeta 2. Esta operación moverá el mandril de captura 3 por medio del portador tubular 4 y, cuando se encuentre en la posición de completamente comprimido, enganchará al cuerpo de impacto 5 mediante su espiga de anclaje. El resorte de carga 6 retraerá subsiguientemente el conjunto a su posición de partida, armando así el resorte de impacto 7. El accionamiento de un pulsador de disparo 8 externo abrirá, por medio del vástago empujador 9 y su punta cónica 10, el mandril de captura 3 y dejará libre el cuero de impacto 5.

La circuitería 11 de indicación y de tratamiento de señales está situada en una unidad separada o montada directamente en el dispositivo de impacto. La circuitería debe ser alimentada con corriente con el fin de detectar el voltaje inducido en la bobina captadora 12 e indicar una lectura de dureza.

El documento FR 1 001 230 describe un aparato que tiene un martillo destinado a golpear contra un cuerpo de impacto. El martillo es retenido por un mecanismo a modo de tijeras, que se libera apretando un órgano de accionamiento. Para cargar el dispositivo, el operador debe hacer girar un capuchón del dispositivo.

El documento GB 737 719 describe un aparato que, también, tiene un martillo destinado a golpear contra un cuerpo de impacto. El martillo puede cargarse en contra de un muelle y soltarse luego empujando un cilindro del alojamiento hacia la probeta, y se le puede cargar llevando el cilindro de nuevo a su posición original.

El documento DE 19904448 describe un aparato que tiene un cuerpo de impacto para hacerlo chocar contra una probeta. Sin embargo, en este documento no se encuentran las características del órgano de agarre para aplicarse con el cuerpo de impacto en una posición liberada.

Descripción del invento

Un primer objeto del invento es proporcionar un aparato que sea más fácil de utilizar.

Este objeto se consigue mediante el aparato de la reivindicación 1.

Este tipo de aparato permite hacer funcionar el dispositivo con un solo movimiento, a saber moviendo el órgano de accionamiento. Sin embargo, en contraste con los dispositivos usuales de tipo 1 como se han mencionado en lo que antecede, la fuerza que ha de ser ejercida por el usuario mientras carga el aparato, puede ser mucho menor.

Ventajosamente, el aparato comprende

un alojamiento,

un cuerpo de impacto que ha de ser hecho chocar contra dicha probeta, en el que el mencionado cuerpo de impacto puede ser desplazado a lo largo de un eje geométrico del citado aparato, entre una posición cargada y una posición liberada,

circuitería de medición para medir el rebote del citado cuerpo de impacto desde dicha probeta,

un detector que detecta el paso de dicho cuerpo de impacto por una posición situada entre dicha posición cargada y dicha posición liberada,

en el que dicha circuitería de medición tiene un primero y un segundo modos de funcionamiento, en el que el paso de dicho cuerpo de impacto por la posición de dicho detector en dirección hacia dicha posición liberada, hace que dicha circuitería de medición cambie a dicho segundo modo de funcionamiento y en el que el paso de dicho cuerpo de impacto por la posición de dicho detector en dirección de separarse de dicha posición liberada, hace que dicha circuitería cambie a dicho primer modo de funcionamiento.

Por ello, este aparato hace uso del movimiento del cuerpo de impacto para cambiar entre dos modos de funcionamiento lo cual permite, por ejemplo, reducir el número de órdenes explícitas que el usuario ha de darle al dispositivo, permitiendo así reducir el número de elementos de interconexión y/o conseguir una conveniencia y/o una fiabilidad incrementadas.

En una realización particularmente ventajosa, la transición entre los modos es detectada por un interruptor de lengüetas que es accionado por el campo magnético de un imán dispuesto en el cuerpo de impacto. Dicho interruptor de lengüetas no requiere potencia y, por tanto, permite un funcionamiento de la circuitería en condición de espera con muy baja potencia. El imán puede ser el mismo que se utiliza en un aparato usual para inducir una corriente en la bobina captadora.

Otro objeto del invento es proporcionar un aparato con un consumo de potencia muy bajo. Por ello, en otra realización ventajosa del invento, el aparato para medir la dureza de una probeta, comprende

un cuerpo de impacto para ser hecho chocar contra dicha probeta, en el que dicho cuerpo de impacto comprende un imán y puede ser desplazado a lo largo de un eje geométrico de dicho aparato, entre una posición cargada y una posición liberada,

circuitería de medición para medir el rebote del citado cuerpo de impacto desde dicha probeta, y

un interruptor de lengüetas que detecta el paso de dicho cuerpo de impacto por una posición situada entre dicha posición cargada y dicha posición liberada.

El interruptor de lengüetas puede utilizarse, por ejemplo, para activar la circuitería a partir del modo en espera o para permitir la transición entre dos modos de funcionamiento, como antes...

1. Un aparato para medir la dureza de una probeta, comprendiendo el citado aparato:

un alojamiento (20, 21),

un cuerpo de impacto (32) para ser hecho chocar contra la mencionada probeta, en el que dicho cuerpo de impacto (32) es movible a lo largo de un eje geométrico (38) de dicho aparato, entre una posición cargada y una posición liberada,

un órgano de accionamiento (23) que puede ser desplazado a lo largo de una trayectoria desde una posición extendida a una posición deprimida,

en el que dicho aparato está destinado

a disparar dicho cuerpo de impacto (32) liberándolo desde dicha posición cargada moviendo dicho órgano de accionamiento (23) desde dicha posición extendida hacia dicha posición deprimida, y

a mover dicho cuerpo de impacto (32) desde dicha posición liberada a dicha posición cargada al mover a dicho órgano de accionamiento (23) desde dicha posición deprimida a dicha posición extendida,

cuyo citado aparato comprende, además,

un órgano de agarre (40, 42) que puede ser hecho funcionar por dicho órgano de accionamiento (23) para aplicarse con dicho cuerpo de impacto (32) en dicha posición liberada cuando el citado órgano de accionamiento (23) es movido a dicha posición deprimida y a retener dicho cuerpo de impacto (32) en la citada posición cargada cuando dicho órgano de accionamiento (23) se encuentra en dicha posición extendida,

un mecanismo de liberación (44, 45) que puede ser hecho funcionar por dicho órgano de accionamiento (23) para liberar dicho cuerpo de impacto (32) de dicho órgano de agarre (40, 42) cuando dicho órgano de accionamiento (23) es movido desde dicha posición extendida hacia dicha posición deprimida, y

un resorte de impacto (48) que se extiende entre dicho órgano de agarre (40, 42) y dicho cuerpo de impacto (32), en el que, cuando dicho cuerpo de impacto (32) es liberado desde dicha posición cargada, el citado resorte de impacto (48) se extiende para acelerar a dicho cuerpo de impacto (32) contra dicha probeta.

2. El aparato de la reivindicación 1, que comprende además un acoplamiento (66, 68) que retiene a dicho órgano de agarre (40, 42) en una primera posición, en la que al ejercerse una fuerza de disparo a lo largo del citado eje geométrico (38) que supere a una fuerza de acoplamiento (66, 68), dicho acoplamiento(66, 68) libera a dicho órgano de agarre (40, 42) para que se mueva a lo largo de dicho eje (38) hacia una segunda posición en la que puede aplicarse con el citado cuerpo de impacto (32).

3. El aparato de la reivindicación 2, en el que dicho acoplamiento (66, 68) es un acoplamiento magnético.

4. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 2 o 3, en el que dicho mecanismo de liberación (44, 45) comprende un vástago empujador (44) que se extiende desde dicho órgano de accionamiento (23) hasta dicho órgano de agarre (40, 42), en el que dicho vástago empujador (44) está destinado a deformar a dicho órgano de agarre (40, 42) para liberar a dicho cuerpo de impacto (32) de dicho órgano de agarre (40, 42) cuando dicho órgano de agarre (40, 42) se encuentra en dicha primera posición y dicho órgano de accionamiento (23) es movido desde dicha posición extendida hacia dicha posición deprimida.

5. El aparato de la reivindicación 4, que comprende, además, un resorte de disparo (58) dispuesto entre dicho órgano de agarre (40, 42) y dicho órgano de accionamiento (23), en el que cuando dicho órgano de accionamiento (23) es movido separándose de dicha posición extendida hacia dicha posición deprimida, dicho vástago empujador (44) deforma primero a dicho órgano de agarre (40, 42) para liberar a dicho cuerpo de impacto (32) y sólo cuando dicho resorte de disparo (58) ejerce una fuerza que supere a dicha fuerza de disparo para abrir el mencionado acoplamiento (66, 68).

6. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 4 o 5, en el que dicho órgano de agarre (40, 42) y dicho vástago empujador (44) están dispuestos coaxialmente.

7. El aparato de la reivindicación 6, en el que dicho órgano de agarre (40, 42) comprende un portador tubular (42) y en el que dicho vástago empujador (44) está dispuesto deslizablemente dentro del citado portador tubular.

8. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además un resorte de carga (62) que se extiende entre el citado alojamiento y dicho órgano de accionamiento (23) para empujar a dicho órgano de accionamiento (23) hacia dicha posición extendida.

9. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho órgano de accionamiento (23) forma un mango para ser agarrado por el usuario.

10. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende además:

circuitería (26, 27) de medición para medir el rebote de dicho cuerpo de impacto (32) desde dicha probeta,

un detector (28) que detecta el paso del citado cuerpo de impacto (32) por una posición entre dicha posición cargada y dicha posición liberada,

en el que dicha circuitería de medición (26, 27) tiene un primero y un segundo modos de funcionamiento, en el que el paso del citado cuerpo de impacto (32) por la posición de dicho detector (28) en dirección hacia dicha posición liberada, hace que dicha circuitería de medición cambie a dicho segundo modo de funcionamiento y en el que el paso de dicho cuerpo de impacto (32) por la posición de dicho detector (28) en dirección desde dicha posición liberada, hace que dicha circuitería cambie a dicho primer modo de funcionamiento.

11. El aparato de la reivindicación 10, que comprende además un imán (36) dispuesto en el citado cuerpo de impacto (32), en el que dicho detector (28) es un interruptor de lengüetas accionado por dicho imán (36).

12. El aparato de la reivindicación 11, que comprende además una bobina (26) dispuesta a lo largo de un trayecto del citado cuerpo de impacto (32), en el que dicha circuitería de medición está destinada a medir un parámetros del mencionado rebote a partir de una corriente inducida por dicho imán (36) en dicha bobina (26).

13. El aparato de la reivindicación 12, en el que dicha circuitería de medición cambia a dicho segundo modo de funcionamiento si un impulso procedente del mencionado interruptor de lengüetas va seguido por un impulso de corriente en dicha bobina (26) y, si no es así, cambia a dicho primero modo de funcionamiento.

14. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13, en el que dicha circuitería tiene un modo de suspensión con un bajo consumo de potencia y un modo activo con un alto consumo de potencia, en el que una señal procedente de dicho detector (28) hace que dicha circuitería cambie al modo activo.

15. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones 10 a 14, que comprende además una pantalla (24) de presentación, en el que, en dicho primer modo de funcionamiento, dicha circuitería está destinada a presentar un ajuste de dicho aparato en dicha pantalla (24) en el citado primer modo de funcionamiento y el resultado de una medición en dicho segundo modo de funcionamiento.

16. El aparato de cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende

circuitería de medición (26, 27) para medir el rebote de dicho cuerpo de impacto (32) desde dicha probeta, y

un interruptor de lengüetas (28) que detecta el paso de dicho cuerpo de impacto (32) por una posición situada entre dicha posición cargada y dicha posición liberada,

en el que dicho cuerpo de impacto (32) comprende un imán (36) y puede desplazarse a lo largo de un eje geométrico (38) de dicho aparato entre una posición cargada y una posición liberada.