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Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln der mechanischenWiderstandsfähigkeit
dünner Uberzugsschichten gegen Abnutzung Man verlangt bei Gegenständen der verschiedensten
Art von der Oberfläche andere Eigenschaften als diejenigen, die das Material, aus
dem die Gegenstände hergestellt sind, an sich hat. Dies ist der Grund, daß derartige
Gegenstände mit einer mehr oder weniger dünnen Schicht au, s anderem Material versehen
werden.
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Der Zweck einer solchen Maßnahme ist im allgemeinen ein zweifanchr.
Einmal soll derÜberzugdem Gegenstand ein gefälliges Aussehen verleihen, dann soll
er aber auch das darunterliegende Material gegen Einwirkungen der verschiedensten
Art schützen, wobei der Schutz im allgemeinen möglichst lange anhalten soll. Ob
diese Forderung erfüllt werden wird, ist häufig nicht leicht vorauszusagen. Prüfungen
durch praktische Verwendung sind meist sehr langwierig und kostspielig. Man hat
deshalb in vielen Fällen Kurzprüfungen eingeführt. Soweit es sich dabei um die Feststellung
der mechanischen Widerstandsfähigkeit solcher Oberflächenschichten handetlt, verwendet
man vielfach Abschleif-oder Abreibapparate. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind
aber nicht immer brauchbar, zumal, wenn die zu prüfende Schicht nicht überall gleich
stark und die Unterlage nicht vollkommen eben ist, so dal3 es nicht leicht ist.
nach dem diesen Apparaten zugrunde liegenden Prüfprinzip id eAbnutzungswiderstandsfähigkeit
von Wachsfilmen, wie sic auf Fußböden, auf Leder, auf lackierten Blechen oder anderen
Materialien erzeugt rverden, zu beurteilen. Daran ist weiterhin die im Vergleich
zu den zu prüfenden Filmen viel zu grouse Härte des Schleifmaterials schuld.
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Diese Nachteile werden bei dem Verfahren und der Vorrichtung gemäB
der Erfindung vermieden. Die Ertindu. ng hinsichtlich des Verfahrens besteht darin,
daß man Borsten mit ihrer Schnittfläche in stets gleicher Weise so lange auf die
zu prüfende Überzugsschicht unter Schlagwirkung fallen läßt, bis deutliche Abnutzungserscheinungen
an der Prüfnäche feststellbar sind. Hinsichtlich der zum Ausführen dieses Verfahens
bestimmten Vorrichtung besteht die Erfindung darin, daß eien Bürste darin angeordnet
ist, deren Borsten aus einem etwas härteren Material als die zu prüfende Überzugsschicht
bestehen, und die derart beweglich angebracht ist, daß sie die Prüffläche in btets
gleicher Weise beansprucht. Nach einer weiteren Ausführungsform ist die Bürste an
einem Ende senkrecht zu ihrer Längsrichtung und senkrecht zur Richtung der einzelnen
Borsten mit einem drehbaren Bolzen versehen und so angeordnet, daß sie in der Ruhelage
flach auf der zu prüfenden Fläche aufliegt.
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Es stellte sich heraus, daß durch die zum Teil stoßende, zum Teil
beiseite schiebende Wirkung der Horsten eine der Beanspruchung der Überzüge im Ge-
brauch
so ähnliche Wirkung entsteht, daß aus dem Prüfergebnis wertvolle Schlüsse auf die
praktische Abnutzungswiderstandsfähigkeit gezogen werden können.
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Durch entsprechende Auswahl der Borsten bzw. durch Veränderung der
Fallhohe und der Belastung kann die Wirksamkeit den jeweiligen Erfordernissen angepaßt
werden.
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Grundsätzlich kommen alle für die Herstellung von Bürsten geeigneten
Haare oder Borsten, natürlicher oder künstlicher Art, in Frage. Beispielsweise Schweinsborsten,
Roßhaare, Perlonborsten, Metalldrähte usw.
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Die Größe der Bürste, die Fallhöhe und die Belastung können in den
weitesten Grenzen variiert werden. Auch einzelne Haare oder Borsten können verwendet
werden, wenn es auch in der Regel praktischer zu sein scheint, Bürsten mit nicht
allzu kleiner Fläche zu benutzen. Die Aufschlagenergie kann außer durch Fallenlassen
und Belasten der Bürste auch durch andere Mittel, z. B. durch Federspannung, erzielt
werden.
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Der Grad der Abnutzung des zu prüfenden Filmes kann durch Augenschein
oder mit den in Frage kommenden physikalischen Mitteln, wie beispielsweise Bestimmung
des Gewichtsverlustes oder der Glanzänderung. festgestellt werden.
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Die Verwendbarkeit des beschriebenen Prüfverfahrens ist keineswegs
auf Wachsfilme oder Schichten ähnlicher Härte beschränkt ; es lassen sich vielmehr
auch andere Schichten auf diese Weise prüfen. Es ist nur notwendig, das Borstenmaterial
etwas härter als den zu prüfenden Film zu wählen und Fallhöhe, Belastung
usw.
so einzustellen, daß der notwendige Grad der Abnutzung in einer praktisch günstigen
Zeit, also beispielsweise nach etwa 1000 Schlägen eingetreten ist.
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In der Zeichnung ist die Prüfvorrichtung gemäß der Erfindung beispielsweise
dargestellt.
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Abb. 1 zeigt eine als Schlagpendel ausgebildete Bürste, während Abb.
2 eine Prüfvorrichtung wiedergibt, bei der die Bürste senltrecht auf die Prüffläche
herunterfällt.
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Gemäß Abb. 1 ist die Bürste so angeordnet, daß sie in der Ruhelage
(Stellung 1) flach auf der zu prüfenden Fläche aufliegt. Darauf wird sie mittels
einer beliebigen Vorrichtung um die genannte Achse schräg hochgekippt (Stellung
2). Nach dem Loslassen fällt sie in die Ruhelage zurück und schlägt dabei mit den
Borsten auf die zu prüfende Fläche auf. Dieser Vorgang wird wiederholt, bis die
Abnutzung der zu prüfenden Schicht genügend weit fortgeschritten ist.
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Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Abb. 2 ist die Bürste1 auf der
den Borsten abgewandten Seite mit einer Stange 3 fest t verbunden. Ein Exzenter4
hebt diese Stange und damit die mit ihr verbundene Bürste um einen b, estimmten
Betrag in die Höhe. Nach der größten Anhebung durch die Exzenterscheibe fällt die
Bürste zurück in die Ausgangsstellung. Dieser Vorgang kann beliebig oft wiederholt
werden. Eine Scheibe 5, deren Gewicht verändert werden kann, gibt der fallenden
Bürste eine usätzliche Wucht. Durch das Drehmoment, welches die Exzenterscheibe
4 während des Anhebens auf die Stange 3 ausübt werden letztere und mit ihr die Bürste
1 ein wenig gedreht.
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Durch diesen Vorgang wird die Prüffläche von der herabfallenden Bürste
gleichmäßig beansprucht. Ein kleiner Elektromotor 6 versetzt die Exzenterscheibe
4. nötigenfalls über ein Vorgelege, in Umdrehung.
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Mit der oben beschriebenen Apparatur wurde unter anderem folgender
Versuch durchgeführt : Wachsfilme, wie sic bei der Bodenpflege auf Linoleum erzeugt
werden, wurden mit einer Schlagzahl von 50 und 1000 Schlägen behandelt. (Frequenz
60 Schlague pro Minute). Das Borstenmaterial bestand aus chinesischen Schweinsborsten,
die Borstenlänge war 22 mm, die Fallhöhe der Bürste betrug 12 mm, die spezifische
Belastung 18g/cmBorstennäche.Mitdiesergewählten Versuchsordnung wurde ein gut auswertbares
Ergebnis erzielt.