ES2292395T3 - Procedimiento y dispositivo para la calibracion de un dispositivo de medicion de profundidad de un durometro. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo para la calibración de un dispositivo de medición de profundidad de penetración de un durómetro, que puede acoplarse para un movimiento en la dirección (12) de carga con el dispositivo de medición de profundidad de penetración y que presenta un bastidor (4) que puede conectarse con el dispositivo de medición de profundidad de penetración, caracterizado por una pieza (6) deformable elásticamente que está conectada con el bastidor (4) para la absorción de la carga del bastidor (4) en la dirección (12) de carga, por un detector (11) de medición alojado en la dirección (12) de carga por el bastidor (4), por una placa (2) base, en la que se apoya el detector (11) de medición durante la calibración, y por un dispositivo (7) de ajuste que puede ponerse en comunicación efectiva para el desplazamiento del bastidor (4) en la dirección (12) de carga para la realización de la calibración.
Description
Procedimiento y dispositivo para la calibración
de un dispositivo de medición de profundidad de penetración de un
durómetro.
La invención se refiere a un procedimiento para
la calibración de un dispositivo de medición de profundidad de
penetración de un durómetro. Además, la invención se refiere a un
dispositivo para la calibración de un dispositivo de medición de
profundidad de penetración de un durómetro, presentando el
dispositivo un dispositivo de medición de longitud que puede
acoplarse, para un movimiento en la dirección de carga, con el
dispositivo de medición de profundidad de penetración, y un
bastidor que puede conectarse con el dispositivo de medición de
profundidad de penetración.
Un aparato de medición de longitud que está
incorporado de manera fija en un durómetro y que indica el cambio
de altitud de un cuerpo de penetración (pistón de penetración).
Se sujeta en un alojamiento de cuerpo de
penetración de un durómetro y penetra en un cuerpo que debe medirse
tras la puesta en marcha de la unidad de carga del durómetro.
Valores extremos para un aparato de medición en
cuestión permitidos por las especificaciones, especificaciones
normalizadas, etc. para un error de medición.
Aparato para la determinación de la dureza de un
cuerpo.
Un dispositivo que se usa para la
calibración.
Actividad para la determinación de la relación
entre los valores dados de un aparato de medición y los valores
correspondientes establecidos mediante patrones de una magnitud a
medir bajo unas condiciones preestablecidas.
Resultado de medición tras descontar el valor
real de la magnitud a medir.
Un cuerpo que posibilita el contacto con otro
cuerpo (cuerpo de contacto). El detector de medición percibe una
variación longitudinal a través de diversos principios físicos
posibles y produce la indicación de esta variación longitudinal
entre el soporte del detector de medición y el cuerpo de contacto.
Sirve para la determinación de la variación longitudinal.
Parámetro asignado al resultado de medición que
caracteriza la dispersión de los valores que podrían asignarse de
manera razonable a la magnitud a medir.
Concepto colectivo para las fuerzas aplicadas
para el ensayo de dureza. Se distingue la fuerza de ensayo previa
(F_{0}) aplicada al principio y la fuerza de ensayo adicional
(F_{1}) aplicada después de manera adicional. La suma de las dos
es la fuerza de ensayo total (F_{0} + F_{1}).
La secuencia temporal de las etapas individuales
durante el ensayo de dureza.
Una fuerza que posibilita un retorno a una
posición determinada.
La calibración del dispositivo de medición de
profundidad de penetración de durómetros se produce por regla
general utilizando placas de comparación de dureza. Con esto se
determina la dureza de una placa de comparación de dureza con un
durómetro que debe calibrarse. A continuación, se compara este valor
de dureza con el valor conocido de la placa de comparación de
dureza. Es desventajoso en este procedimiento que, para la
calibración de un durómetro, deban usarse varias placas de
comparación de dureza para abarcar intervalos de dureza y escalas
de dureza diferentes. Con esto se desgastan las placas de
comparación de dureza y deben sustituirse tras un número de
penetraciones o tras un periodo determinado. Las incertidumbres de
medición más pequeñas se limitan mediante los procedimientos de
calibración para un durómetro y una placa de comparación de dureza
así como mediante inhomogeneidades de material.
A parte de este método denominado como indirecto
se puede aplicar también un método directo para la calibración del
durómetro según la norma DIN EN ISO 6508-2. Según
esta norma deben calibrarse la fuerza de ensayo, el pistón de
penetración, el dispositivo de medición de profundidad de
penetración y el ciclo de ensayo. Mientras que la calibración de la
fuerza de ensayo, del pitón de penetración y del ciclo de ensayo
puede realizarse mediante métodos ya conocidos, existen solamente
unos pocos métodos hasta el momento para la calibración del
dispositivo de medición de profundidad de penetración. El motivo
para esto se encuentra en el hecho de que la calibración del
dispositivo de medición de profundidad de penetración debe
realizarse bajo la fuerza de ensayo previa del durómetro que se
sitúa según la norma DIN EN ISO 6508 en 98,07 N o 29,42 N. A este
respecto deben cumplirse los requisitos de la norma DIN EN ISO
6508-2 según los cuales el aparato de medición que
se utiliza para el ensayo del dispositivo de medición de
profundidad de penetración debe tener una precisión, según el
párrafo 4.4.2, de 0,0002 mm. Además, esta norma expone que la
calibración debe realizarse en varios subintervalos y que, para
ello, el pistón de penetración se desplaza por valores conocidos en
el sentido de unos valores de dureza crecientes. La medición de
profundidad de penetración es una medición de longitudes.
En los informes VDI Nº 1194, 1995, páginas 287 a
292, se describe un dispositivo para la calibración del dispositivo
de medición de profundidad de penetración, en el que se realiza la
medición de la longitud fuera del eje en el que se mueve el cuerpo
de penetración. Para le medición de longitudes se utiliza un sistema
de medición de longitudes electrónico (empresa Heidenhain - modelo
MT12). En las instrucciones de funcionamiento de la empresas
Heidenhain ``Heidenhain-Metro MT 12/MT25/MT12B/MT25B
Nº 22736694 5/96 se indica una precisión de medición de +/- 0,5
\mum.
Por lo que este aparato no puede cumplir los requisitos de la norma DIN EN ISO 6508-2.
Por lo que este aparato no puede cumplir los requisitos de la norma DIN EN ISO 6508-2.
En el documento EP 0 949 497 A2 se describe un
dispositivo para la calibración de un durómetro que presenta un
dispositivo de medición de longitudes que puede acoplarse al
dispositivo de medición de profundidad de penetración para un
movimiento en la dirección de carga, y un bastidor que puede
conectarse al dispositivo de medición de profundidad. Este
dispositivo está diseñado para la calibración de durómetros para la
determinación simultánea de magnitudes distintas, como una fuerza y
una trayectoria con respecto a una carga estática y dinámica. Con
respecto a este dispositivo, se producen deformaciones en la
disposición de medición de longitudes que reducen la precisión de
una medición de longitudes, debido a efectos de fuerzas necesarias
para la medición de la fuerza. Por este motivo este dispositivo no
es apto para cumplir el requisito de la norma DIN EN ISO
6508-2.
La presente invención se basa en el objetivo de
posibilitar una calibración de un dispositivo de medición de
profundidad de penetración de un durómetro que posibilite
desviaciones límite mejoradas y no precise placas de comparación de
dureza susceptibles a desgaste.
Este objetivo se soluciona según la invención
mediante un procedimiento que presenta las etapas de procedimiento
siguientes:
- -
- acoplar un bastidor con el dispositivo de medición de profundidad de penetración para un movimiento en la dirección de carga,
- -
- absorber la carga del bastidor mediante una pieza deformable elásticamente,
- -
- ejercer una fuerza previa en la dirección de carga con la deformación de la pieza deformable elásticamente y con la disposición de un detector de medición en una placa base manteniendo la posición del bastidor,
- -
- poner en comunicación efectiva un dispositivo de ajuste para la posición del bastidor en la dirección de carga,
- -
- ajustar el dispositivo de ajuste y comparar la señal de medición del detector de medición con una señal de indicación del dispositivo de medición de profundidad de penetración.
Preferiblemente en este caso, para la
calibración, se sustituye un cuerpo de penetración del dispositivo
de medición de profundidad de penetración por un adaptador.
Además, para la solución del objetivo
mencionado, un dispositivo del tipo mencionado al principio está
caracterizado por un dispositivo para la calibración de un
dispositivo de medición de profundidad de penetración de un
durómetro, presentando el dispositivo un dispositivo de medición de
longitudes que puede acoplarse, para un movimiento en la dirección
de carga, al dispositivo de medición de profundidad de penetración y
un bastidor que puede conectarse al dispositivo de medición de
profundidad de penetración.
Según la invención, la medición de longitudes
del dispositivo de calibración se realiza en el mismo eje que la
medición de longitudes del dispositivo de medición de profundidad de
penetración que debe calibrarse. Además, la fuerza adyacente al
aparato que debe calibrarse se transmite por el dispositivo de
calibración a un apoyo, es decir la placa base, sin que el detector
de medición experimente una fuerza importante, ya que solamente
debe superarse la fuerza de retorno del detector de medición. A este
respecto se puede utilizar un detector de medición con una
desviación límite de \leq 0,2 \mum. El sistema de ajuste puede
estar configurado de tal manera que la posición del alojamiento del
pistón de penetración se puede ajustar con respecto a la altura en
al menos 100 \mum, concretamente en intervalos determinados
previamente.
La realización de la invención permite errores
de medición resultantes por la medición de longitudes en el eje de
carga y el ajuste mediante el sistema de ajuste con errores de
medición resultantes de menos de 0,1 \mum en cada caso.
Mediante la invención se realiza que
- -
- los ejes del detector de medición y del soporte del pistón de penetración coinciden lo más posible,
- -
- el dispositivo de ajuste no influye en la función del detector de medición.
Para obtener la mayor precisión, los componentes
estructurales deben ser muy rígidos entre el detector de medición y
el soporte del pistón de penetración así como entre el detector de
medición y el apoyo y las desviaciones de la desalineación axial,
del dispositivo de ajuste y de la rigidez de la construcción no
deben superar 0,1 \mum en cada caso.
Como detector de medición se puede utilizar sin
problemas un sensor de medición inductivo, incremental o
piezocerámico, debiéndose tener en cuenta el mantenimiento de la
desviación límite si debe mantenerse la precisión requerida. Debido
a su desacoplamiento de la carga previa no puede concebirse para una
absorción de carga superior a 5 N.
El ajuste en el objeto que debe medirse puede
realizarse de manera mecánica manual, de manera eléctrica, de
manera hidráulica o de manera neumática, debiendo ser posible el
ajuste con el indicador del dispositivo de medición de profundidad
de penetración.
El procedimiento según la invención y el
dispositivo según la invención se aplican preferiblemente para la
calibración de un durómetro Rockwell. Mediante la invención se
evitan las desventajas de la calibración indirecta, en la que deben
utilizarse varias placas de comparación de dureza para la
calibración de un durómetro para abarcar intervalos de dureza y
escalas de dureza diferentes. Mientras que en este caso las placas
de comparación de dureza se desgastan y deben renovarse, en el
dispositivo de calibración según la invención no se producen
fenómenos de desgaste comparables con un uso adecuado. Además, se
limitan las incertidumbres de medición que pueden conseguirse en el
método indirecto especialmente por los procedimientos de calibración
para durómetros y placas de comparación de dureza así como por
inhomogeneidades de material. Esta limitación tampoco existe en la
calibración según la invención, ya que según la invención solamente
el detector de medición tiene una influencia importante en la
incertidumbre de medición.
Mediante la invención es posible cumplir el
requisito de la norma DIN EN ISO 6508-2 por primera
vez y posibilitar las incertidumbres de medición pequeñas
requeridas en la calibración. Las ventajas principales son:
- a)
- Medición de la variación longitudinal en el eje de carga,
- b)
- medición bajo una fuerza de ensayo previa, sin que la fuerza de ensayo previa sea adyacente al sistema de medición,
- c)
- calibración de la unidad de medición de longitudes con un dispositivo para todas las escalas de dureza y el intervalo de dureza completo,
- d)
- desacoplamiento de la fuerza de ensayo previa efectiva de la medición de longitudes midiendo simultáneamente el ajuste de profundidad en el eje de carga y/o
- e)
- desacoplamiento de la unidad de ajuste de la unidad de medición del dispositivo de calibración.
A continuación, la invención debe explicarse más
en detalle a través de ejemplos de realización representados en el
dibujo. Muestran:
la figura 1, una representación esquemática de
una primera forma de realización de un dispositivo de calibración
según la invención,
las figuras 2 a 8, representaciones esquemáticas
para el desarrollo de la calibración,
la figura 9, una representación esquemática de
otro ejemplo de realización adicional del dispositivo de calibración
según la invención.
La figura 1 muestra un ejemplo de realización de
un dispositivo de calibración según la invención que está
incorporado por un lado con un adaptador 1 en un alojamiento 14 de
un durómetro (no representada por lo demás). Una placa 2 base del
dispositivo de calibración se apoya sobre un disco 3 de muestras del
durómetro. Mediante la aplicación de la carga previa a través del
durómetro (a través del alojamiento 14), el adaptador 1 presiona
contra un bastidor 4 cuya, carga orientada en la dirección de un eje
12 de carga, se transmite a través de dos lados 5 a un resorte 6 y
a la placa 2 base. Los lados 5 se sujetan en un extremo en una guía
8 con unas piezas 8 e guiado entre las que está fijado el resorte 6
para absorber la carga. Una unidad 7 de ajuste actúa sobre las
piezas 8 de guiado y provoca un desplazamiento de los lados 5 que
desplazan, en su otro extremo en cada caso, el bastidor 4 y, con
ello el adaptador 1, a través de articulaciones 9. Este
desplazamiento se realiza manteniendo la carga previa a intervalos
predeterminados que se sitúan dentro del intervalo de profundidad
de penetración de aproximadamente 200 \mum. Tras cada ajuste se
compara un indicador 10 (figura 2) del dispositivo de medición de
profundidad de penetración del durómetro con un indicador de un
detector de medición. El detector de medición se aloja en el lado
inferior del bastidor 4 y, con su lado inferior, se apoya en la
placa 2 base durante el proceso de calibración.
Para la comparación de las indicaciones que
constituye la propia operación de calibración, la medición de
longitudes se realiza en el eje 12 de carga. La desviación límite
del dispositivo de calibración requerida en la norma es posible, ya
que la unidad 7 de ajuste necesaria y la fuerza de ensayo previa
están desacopladas del lugar de medición y por tanto no contribuyen
al presupuesto de seguridad de medición.
La figura 2 muestra el disco 3 de muestras y el
alojamiento 14 del durómetro con un dispositivo de indicación
representado de manera esquemática. En el alojamiento 14 se
introduce un pistón 13 de penetración con el que se mide la
profundidad de penetración en una pieza de muestra (no
representada).
Según la figura 3, el pistón 13 de penetración
se sustituye por el adaptador 1 al colocar el dispositivo de
calibración en el disco 3 de muestras. El bastidor 4 se sujeta a
través de los lados 5 y el resorte 6 en una posición inicial en la
que el adaptador 1 aún no se apoya en el bastidor 4. De igual
manera, el detector 11 de medición está introducido en el bastidor
4.
La figura 4 muestra la fase en la que se activa
el ajuste de la carga previa en el durómetro, con lo cual el
adaptador 1 presiona el bastidor 4 y tensa el resorte 6 a través de
los lados 5.
A continuación se ajusta el detector 11 de
medición según la figura 5 de tal manera que se apoya en la placa 2
base como cuerpo de contacto. A la vez se acopla el dispositivo 7 de
ajuste.
Según la figura 6 se ajusta la posición en
altura del adaptador 1 a través del accionamiento del dispositivo 7
de ajuste y gradualmente se realiza una comparación de la indicación
del detector 11 de medición con la indicación 10 del durómetro como
la propia operación de calibración. Tras haber abarcado el intervalo
de medición, se detiene la carga previa en el durómetro según la
figura 7, de manera que se forma de nuevo un espacio intermedio
entre el adaptador 1 y el bastidor 4. A continuación, se desmonta el
dispositivo de calibración y según la figura 8 se introduce de
nuevo el pistón 13 de penetración, con lo cual el durómetro vuelve a
estar disponible para el uso.
En el caso del ejemplo de realización adicional
de un dispositivo de calibración representado en la figura 9, se
realizan las mismas etapas de procedimiento. Mediante una
configuración cilíndrica del bastidor 4 y un dispositivo 7 de
ajuste dispuesto debajo puede disponerse el muelle de forma
cilíndrica en la placa 2 base, con lo cual se logra una realización
más compacta.
Claims (7)
1. Dispositivo para la calibración de un
dispositivo de medición de profundidad de penetración de un
durómetro, que puede acoplarse para un movimiento en la dirección
(12) de carga con el dispositivo de medición de profundidad de
penetración y que presenta un bastidor (4) que puede conectarse con
el dispositivo de medición de profundidad de penetración,
caracterizado por una pieza (6) deformable elásticamente que
está conectada con el bastidor (4) para la absorción de la carga
del bastidor (4) en la dirección (12) de carga, por un detector (11)
de medición alojado en la dirección (12) de carga por el bastidor
(4), por una placa (2) base, en la que se apoya el detector (11) de
medición durante la calibración, y por un dispositivo (7) de ajuste
que puede ponerse en comunicación efectiva para el desplazamiento
del bastidor (4) en la dirección (12) de carga para la realización
de la calibración.
2. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado por un adaptador (1) que puede fijarse en el
dispositivo de medición de profundidad de penetración en vez de un
cuerpo (13) de penetración y es apto para la disposición en el
bastidor (4).
3. Dispositivo según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque la posición del detector (11) de
medición puede ajustarse en la dirección (12) de carga.
4. Dispositivo según una de las reivindicaciones
1 a 3, caracterizado porque el detector (11) de medición
está diseñado para una absorción de carga no superior a 5 N.
5. Dispositivo según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque el detector de
medición presenta un sensor de medición inductivo, incremental o
piezocerámico.
6. Procedimiento para la calibración de un
dispositivo de medición de profundidad de penetración de un
durómetro con las etapas de procedimiento siguientes:
- acoplar un bastidor (4) con el dispositivo de
medición de profundidad de penetración para un movimiento en la
dirección (12) de carga,
- absorber la carga del bastidor (4) mediante
una pieza (6) deformable elásticamente,
- ejercer una fuerza previa en la dirección (12)
de carga deformando la pieza (6) deformable elásticamente y
disponiendo un detector (11) de medición contra una placa (2) base
manteniendo la posición del bastidor (4),
- poner en comunicación efectiva un dispositivo
(7) de ajuste para la posición del bastidor (4) en la dirección (12)
de carga,
- ajustar del dispositivo (7) de ajuste y
comparar la señal de medición del detector (11) de medición con una
señal de indicación del dispositivo de medición de profundidad de
penetración.
7. Dispositivo según la reivindicación 6, en el
que para la calibración se sustituye un cuerpo (13) de penetración
del dispositivo de medición de profundidad de penetración por un
adaptador (1).
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