DE1193272B - Device for determining the material wear in different environmental conditions - Google Patents

Device for determining the material wear in different environmental conditions

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DE1193272B
DE1193272B DEC27280A DEC0027280A DE1193272B DE 1193272 B DE1193272 B DE 1193272B DE C27280 A DEC27280 A DE C27280A DE C0027280 A DEC0027280 A DE C0027280A DE 1193272 B DE1193272 B DE 1193272B
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Marc Alfred
Andree Marcelin
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Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

DEUTSCHESGERMAN

PATENTAMTPATENT OFFICE

AUSLEGESCHRIFTEDITORIAL

Int. α.:Int. α .:

Nummer:
Aktenzeichen:
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Auslegetag:Number:
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GOIlGOIl

Deutsche Kl.: 42 k-38/01German class: 42 k-38/01

1193 272
C27280IXb/42k
19.Juni 1962
20. Mai 19651193 272
C27280IXb / 42k
June 19, 1962
May 20, 1965

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, mit der Materialverschleiß ermittelt werden kann, wie er unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen auftritt, wie Druck, Temperatur, Zusammensetzung der Atmosphäre.The invention relates to a device with which material wear can be determined, how it occurs under different environmental conditions, such as pressure, temperature, composition the atmosphere.

Die übliche Methode zur Bestimmung des Materialverschleißes besteht darin, zwei Materialstücke in Berührung miteinander zu halten und ihnen gleichzeitig eine Relativbewegung gegeneinander aufzuzwingen, so daß sie aufeinanderreiben. Als Maß für den Materialverschleiß bestimmt man dann in Abhängigkeit von der Zeit, der Anzahl der Umdrehungen der Materialstücke gegeneinander oder der Wegstrecke aufeinander den Rauminhalt und das Gewicht ' des Materials, das unter den gegebenen Reibungsbedingungen von einem der Materialstücke abgearbeitet wird. Im allgemeinen wählt man für die aufeinanderreibenden Materialstücke zwei unterschiedliche Metalle aus, läßt also beispielsweise das bewegliche Materialstück aus einem harten und das feste Materialstück, an dem die Verschleißmessung vorgenommen werden soll, aus einem weichen Metall bestehen.The usual method of determining material wear and tear is to cut two pieces of material into To maintain contact with one another and at the same time force them to move relative to one another, so that they rub against each other. The measure for the material wear is then determined as a function on the time, the number of revolutions of the pieces of material against each other or the distance the volume and the weight of the material under the given friction conditions is processed by one of the pieces of material. Generally one chooses for the rubbing ones Pieces of material made from two different metals, so leaves the movable one, for example Piece of material from a hard piece of material and the solid piece of material on which the wear measurement is carried out should be made of a soft metal.

Eine bekannte Vorrichtung zur Durchführung derartiger Verschleißmessungen weist einen Behälter auf, in dem ein walzenförmiger Rotationskörper auf einer Welle sitzt, die ihm eine Umlaufbewegung um seine Rotationsachse aufzwingt. Auf einer zweiten Welle sitzt ein gleichartiger zweiter Prüfkörper, der in entgegengesetztem Sinne um seine Achse rotiert und dabei gegen den ersten Rotationskörper reibt. Beide, parallel zueinander verlaufende Wellen sind durch die Behälterwandung nach außen geführt, wo sie mit Antriebsvorrichtungen in Verbindung stehen.A known device for carrying out such wear measurements has a container, in which a roller-shaped body of revolution sits on a shaft, which gives it an orbital movement around its Forcing axis of rotation. A similar second test body sits on a second shaft, the one in the opposite one Senses rotates around its axis and rubs against the first body of revolution. Both, Shafts running parallel to one another are led through the container wall to the outside, where they are with Drive devices are in communication.

Häufig ist es erwünscht, den Einfluß der Umgebungsbedingungen auf den Materialverschleiß zu untersuchen. Dabei interessieren insbesondere die Auswirkungen des in der umgebenden Atmosphäre herrschenden Druckes, ihrer chemischen Zusammensetzung und der Temperatur. Alle diese Umweltgroßen lassen sich bei der bekannten Vorrichtung nur — soweit überhaupt — in engen Grenzen ändern. Vor allem setzt die Notwendigkeit einer gasdichten Einführung der drehenden Wellen in den Behälter, der die Reib- und Prüfkörper umschließt, einer Steigerung oder Erniedrigung des in dem Behälter herrschenden Druckes und der Temperatur sehr enge Grenzen, so daß das Einsatzgebiet der bekannten Vorrichtung in erheblich störendem Ausmaß eingeengt wird.It is often desirable to assess the influence of the ambient conditions on the wear of the material investigate. The effects of the in the surrounding atmosphere are of particular interest prevailing pressure, its chemical composition and temperature. All of these environmental factors can only - if at all - be changed within narrow limits in the known device. Above all, the need for a gas-tight introduction of the rotating shafts into the container, which encloses the friction and test bodies, an increase or decrease in the amount in the container prevailing pressure and temperature very narrow limits, so that the field of application of the known Device is narrowed to a significantly disruptive extent.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, die eine Untersuchung Vorrichtung zum Ermitteln des Materialverschleißes bei unterschiedlichen Umgebungsbedingungen The invention is therefore based on the object of specifying a device that performs an examination Device for determining material wear under different environmental conditions

Anmelder:Applicant:

Commissariat ä !'Energie Atomique, ParisCommissariat ä! 'Energie Atomique, Paris

Vertreter:Representative:

Dipl.-Ing. R. Beetz und Dipl.-Ing. K. Lamprecht,Dipl.-Ing. R. Beetz and Dipl.-Ing. K. Lamprecht,

Patentanwälte, München 22, Steinsdorfstr. 10Patent Attorneys, Munich 22, Steinsdorfstr. 10

Als Erfinder benannt:Named as inventor:

Marc Alfred, Levallois-Perret, Seine;Marc Alfred, Levallois-Perret, Seine;

Andree Marcelin, Paris (Frankreich)Andree Marcelin, Paris (France)

Beanspruchte Priorität:Claimed priority:

Frankreich vom 21. Juni 1961 (865 560)France of June 21, 1961 (865 560)

zweier in Gegenwart hohen atmosphärischen Druckes und hoher Umgebungstemperatur in einem geschlossenen Behälter gegeneinanderreibender Prüfkörper und die Bestimmung des durch die Reibung hervorgerufenen Verschleißes an den Prüfkörpern gestattet, wobei das Hauptaugenmerk der Lösung der sich im Zusammenhang mit Abdichtungsproblemen für den Behälter ergebenden Fragen gilt.two in the presence of high atmospheric pressure and high ambient temperature in one closed Containers rubbing against each other and the determination of the friction caused Wear allowed on the test specimens, with the main focus of the solution in the Questions arising in connection with sealing problems for the container apply.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Behälter um eine Achse drehbar ausgebildet und der walzenförmige Reibkörper derart fest mit dem Behälter verbunden ist, daß die Rotationsachse des Behälters und die Achse des Reibkörpers zusammenfallen, und daß der Prüfkörper in einem im Innern des Behälters angeordneten und relativ zu diesem beweglichen Organ gelagert ist, welches derart mit Masse behaftet ist, daß das bewegliche Organ bei der Rotation des Behälters eine feste Raumlage beibehält.According to the invention, this object is achieved in that the container is designed to be rotatable about an axis and the roller-shaped friction body is firmly connected to the container in such a way that the axis of rotation of the container and the axis of the friction body coincide, and that the test body in an organ arranged in the interior of the container and mounted relative to it, is movable, which is burdened with mass in such a way that the movable member becomes a fixed one during the rotation of the container Maintains spatial position.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele. Es zeigtFurther details and advantages of the invention emerge from the following description of the in Embodiments shown in the drawings. It shows

F i g. 1 eine Draufsicht auf ein Vorrichtung zur Prüfung der Abnutzung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;F i g. 1 is a plan view of a device for testing wear according to a first embodiment the invention;

509 570/189509 570/189

Claims (1)

3 43 4 F i g. 2 stellt dieselbe Vorrichtung in Seitenansicht wie in Abhängigkeit von der Temperatur, dem DruckF i g. 2 shows the same device in side view as in dependence on the temperature, the pressure dar, usw., wobei diese Parameter nur als Beispiel unddar, etc., with these parameters only as an example and F i g. 3 eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zur keinesfalls als Beschränkung genannt sind.F i g. 3 is a plan view of a device which is by no means mentioned as a restriction. Prüfung der Abnutzung gemäß einer zweiten Aus- Bei einer zweiten Ausführungsform, wie sie inIn a second embodiment, as shown in FIG führungsform der Erfindung; 5 F i g. 3 und 4 dargestellt ist, kann der Behälter 20,embodiment of the invention; 5 F i g. 3 and 4, the container 20, F i g. 4 zeigt dieselbe Vorrichtung in Seitenansicht, der den abgedichteten Raum umgibt, in welchemF i g. Figure 4 shows the same device in side view surrounding the sealed space in which Fig.5 eine Draufsicht auf eine abgewandelte Bau- die Materialabnutzung untersucht wird, beliebigeFig. 5 is a plan view of a modified construction, the material wear is examined, any art der zweiten Ausführungsform; Form haben.type of second embodiment; Have shape. F i g. 6 stellt dieselbe Vorrichtung in Seitenansicht Im Inneren dieses Behälters ist ein zylindrischerF i g. 6 shows the same device in side view. Inside this container is a cylindrical one dar. 10 Reibkörper 21 horizontal befestigt, dessen Achse mitis. 10 friction body 21 fixed horizontally, the axis with Die in F i g. 1 und 2 gezeigte Vorrichtung umfaßt der Rotationsachse des Behälters zusammenfällt und einen zylindrischen Behälter 1, der in F i g. 1 in der das eine der aufeinanderreibenden Materialstücke axialem Schnitt dargestellt ist. Im Inneren dieses bildet. Auf diesen zylindrischen Reibkörper 21 ist Behälters ist axial ein zylindrisches Materialstück 2 ein Gewicht aufgelegt, welches bezüglich der Verbefestigt, welches zusammen mit dem Behälter an- *5 bindungslinie zwischen seinem Schwerpunkt und der getrieben wird und das einen der beiden mit Reibung Achse des Reibkörpers im Raum eine feste Stellung aufeinanderliegenden Reibkörper bildet. Ein Deckel 3 beibehält, wenn sich der Behälter in Drehung begestattet mittels einer Dichtung 4 den hermetischen findet. Das Gewicht umfaßt eine Masse 22, die mit Abschluß des Behälters. Die Löcher S, 6 sind im zwei Flanschen 23 und 24 verbunden ist, welche als Deckel vorgesehen, um nicht dargestellte Hähne ao Träger einerseits für eine Rolle 25 mit verbreiterten anzubringen. Diese Hähne gestatten es, die Atmo- Rändern und anderseits für einen Prüfkörperträger Sphäre in dem Behälter vor Beginn eines Ver- dienen. Dieser Prüfkörperträger umfaßt zwei Versuches auf einen bestimmten Druck zu bringen. In- bindungsstreben 26,27, die zwischen den beiden dem man anderseits den Behälter 1 ins Innere eines Flanschen 23 und 24 befestigt sind. Diese VerOfens 7 versetzt, kann man die Atmosphäre in dem 35 bindungsstreben dienen als Träger für ein Gleitstück Behälter auf eine bestimmte Temperatur bringen, die 28, auf welchem sich ein Prüfkörper 29 befestigen sich mittels einer geeigneten Meßeinrichtung über- läßt. Zwei Schrauben 30 und 31 gestatten es, das prüfen läßt, welche im zentralen Kanal 8 am Deckel 3 Gleitstück auf den Verbindungsstreben festzulegen, untergebracht ist. Man sieht, daß die Rolle 25 mit dem Prüfkörper 29The in F i g. The device shown in FIGS. 1 and 2 comprises the axis of rotation of the container and a cylindrical container 1 which is shown in FIG. 1 in which one of the pieces of material rubbing against one another is shown in an axial section. Inside this forms. A cylindrical piece of material 2 is axially placed on this cylindrical friction body 21 of the container, a weight which is fastened with respect to the connection line between its center of gravity and the connection line between its center of gravity and the one of the two with friction axis of the friction body in the Space forms a fixed position on top of one another friction body. A lid 3 retains when the container is allowed to rotate, by means of a seal 4, finds the hermetic one. The weight comprises a mass 22 which, with the closure of the container. The holes S, 6 are connected in two flanges 23 and 24, which are provided as a cover in order to attach taps (not shown) ao carrier on the one hand for a roll 25 with widened ones. These taps allow the atmospheric rims and, on the other hand, for a test specimen carrier, sphere in the container before the start of a serving. This test body carrier comprises two attempts to bring it to a certain pressure. Connecting struts 26, 27 which are fastened between the two on the other hand, the container 1 in the interior of a flange 23 and 24. This VerOfens 7 offset, one can seek the atmosphere bond in the 3 5 serve bring the 28, on which is allowed a test specimen 29 fasten by means of a suitable measuring device exceeded as a carrier for a slide container to a specified temperature. Two screws 30 and 31 make it possible to check which slide in the central channel 8 on the cover 3 slide on the connecting struts is accommodated. It can be seen that the roller 25 with the test body 29 Im Inneren des Behälters ist ein bewegliches Organ 3o bei der Unterstützung der Masse zusammenwirkt undInside the container is a movable organ 3o which cooperates and supports the mass untergebracht, das eine Masse 9 aufweist, wobei das die Beweglichkeit derselben gegenüber dem zylindri-housed, which has a mass 9, the mobility of the same relative to the cylindri- Organ mittels der Traversen 10,11 auf Rollen 12 sehen Reibkörper 21 sichert. Die Masse kann außer-Organ by means of the traverses 10, 11 on rollers 12 see friction body 21 secures. The mass can also und 13 mit verbreiterten Rändern montiert ist. Diese dem bei ihrer Bewegung geführt sein, indem manand 13 is mounted with widened edges. These should be guided in their movement by one Rollen bewegen sich in einer zylindrischen Innen- den zylindrischen Reibkörper 21 mit zwei ring-Rollers move in a cylindrical inner- the cylindrical friction body 21 with two ring- ausnehmung des Behälters. An der Masse 9 sind 35 förmigen Anschlägen versieht, zwischen welchen dierecess of the container. On the mass 9 35-shaped stops are provided, between which the Querstreben 14 und 15 befestigt, die zur Halterung Rolle 25 sich bewegt.Cross braces 14 and 15 attached, the roller 25 moves to the holder. einer horizontalen Schiene 16 bestimmt sind, welche Man erkennt in Fig. 5 und 6 eine Abwandlung als Schwenklager für einen oder mehrere Arme 17 einer Vorrichtung nach der Erfindung gemäß der dient, welche es ihrerseits mittels Gewichte 18 ge- zweiten Ausführungsform. Diese Abwandlung bestatten, Prüfkörper 19 in Form von Scheiben gegen 40 steht darin, das System des Prüfkörperträgers in den am Boden des Behälters befestigten zylindrischen einer Symmetrieachse der Masse anzuordnen, wobei Reibkörper 2 anzudrücken. Diese Prüfkörper bilden die Führung derselben mittels zweier Rollen 32 die anderen auf Abrieb zu untersuchenden Material- und 33 erfolgt, die zu beiden Seiten dieser Symstücke. Wie man nachfolgend sehen wird, werden an metrieachse angeordnet sind. Diese Vorrichtung erdiesen Prüfkörpern die Messungen durchgeführt. In- 45 gibt ein besseres Gleichgewicht und unterdrückt insdem man Gewichte 18 verschiedener Masse wählt, besondere Schwingungen der Masse, die auf der umläßt sich offensichtlich der Berührungsdruck der auf- laufenden Bewegung des Behälters beruhen können, einander mit Reibung liegenden Materialstücke ver- In beiden Fällen ist das Meßprinzip dasselbe wie ändern. bei der ersten Ausführungsform. Es besteht darin,a horizontal rail 16 are determined, which can be seen in Fig. 5 and 6, a modification as a pivot bearing for one or more arms 17 of a device according to the invention according to FIG serves, which it in turn by means of weights 18 - the second embodiment. To bury this variation, Test body 19 in the form of disks against 40 is in it, the system of the test body carrier in to arrange the cylindrical attached to the bottom of the container on an axis of symmetry of the mass, wherein Press on the friction body 2. These test bodies form the guide for the same by means of two rollers 32 the other material to be examined for abrasion and 33 takes place on both sides of these Symstücks. As you will see below, they are arranged on the metric axis. This device ground this The measurements were carried out on test specimens. In- 45 gives a better balance and in addition suppresses Weights 18 of different masses are chosen, special vibrations of the mass that is circulating on the the contact pressure can obviously be based on the on-going movement of the container, In both cases, the measuring principle is the same as change. in the first embodiment. It is, Wenn der Behälter in Bewegung gesetzt wird, rollt 50 nach einer bestimmten Zahl von Umdrehungen des das bewegliche Organ im Inneren desselben ab und Behälters das Gewicht oder den Rauminhalt des abbehält hinsichtlich der Verbindungslinie seines gearbeiteten Materials zu bestimmen.
Schwerpunktes und der Rotationsachse des Be- Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen und hälters eine feste Lage im Raum bei. Die mit dieser dargestellten Ausführungsformen beschränkt, die Einheit verbundenen Prüfkörper reiben infolgedessen 55 lediglich Ausführungsbeispiele spezieller Art bilden, auf dem zylindrischen Reibkörper 2, der zusammen Die Erfindung läßt sich vielmehr in allen Fällen anmit dem Behälter rotierend angetrieben ist. Die Prü- wenden, in welchen man die Abnutzung eines oder fung auf Abnutzung besteht darin, daß man nach mehrerer Materialien bei einer Atmosphäre beeiner bestimmten Zahl von Umdrehungen des Be- stimmter Art zu untersuchen wünscht,
hälters die Oberfläche der Prüfkörper mißt. Wenn 60When the container is set in motion, after a certain number of revolutions of the movable member inside it rolls off and the container to determine the weight or volume of the container with respect to the connecting line of its processed material.
The center of gravity and the axis of rotation of the loading The invention is not based on the described and holds a fixed position in space. The test bodies connected to this illustrated embodiment, which are connected to the unit, consequently rub only exemplary embodiments of a special type on the cylindrical friction body 2, which together with the container can rather be driven in rotation in all cases. The tests in which one wishes to examine the wear and tear of a certain type of material in an atmosphere with a certain number of revolutions of a certain kind,
holder measures the surface of the test specimen. When 60 angenommen wird, daß die Prüfkörper aus einem Patentansprüche:
weichen Metall und der zylindrische Reibkörper ausit is assumed that the test specimen from one of the claims:
give way to metal and the cylindrical friction body einem harten Metall bestehen, welch letzteres eine 1. Vorrichtung zum Ermitteln des Materialzu vernachlässigende Abnutzung erleidet, kann man Verschleißes bei unterschiedlichen Umgebungsvergleichende Abnutzungsuntersuchungen in Ab- 65 bedingungen, wie Druck, Temperatur, Zuhängigkeit von verschiedenen Parametern durch- sammensetzung der Atmosphäre, bei der in führen, wie etwa in Abhängigkeit von der Art der einem dichten Behälter ein um seine Rotations-Umgebungsatmosphäre innerhalb des Behälters, so- achse umlaufender walzenförmiger Reibkörperconsist of a hard metal, the latter being a 1st device for determining the material If there is negligible wear, wear can be seen in different comparative environments Wear tests in conditions such as pressure, temperature, dependency of various parameters by the composition of the atmosphere in which in lead, such as depending on the type of a tight container around its rotating ambient atmosphere inside the container, on the axis of revolving roller-shaped friction body und ein mit Reibung an diesem anliegender Prüfkörper angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1, 20) um eine Achse drehbar ausgebildet und der walzenförmige Reibkörper (2, 21) derart fest mit dem Behälter (1,20) verbunden ist, daß die Rotationsachse des Behälters (1, 20) und die Achse des Reibkörpers (2, 21) zusammenfallen und daß der Prüfkörper (19,29) in einem im Innern des Behälters (1,20) angeordneten und relativ zu diesem beweglichen Organ gelagert ist, welches derart mit Masse (9,22) behaftet ist, daß das bewegliche Organ bei der Rotation des Behälters (1,20) eine feste Raumlage beibehält.and a test body abutting it with friction are arranged, characterized in that the container (1, 20) is designed to be rotatable about an axis and the roller-shaped friction body (2, 21) is firmly connected to the container (1, 20) in such a way that the axis of rotation of the container (1, 20) and the axis of the friction body (2, 21) coincide and that the test body (19, 29) is mounted in an element which is arranged in the interior of the container (1, 20) and is movable relative to this, which is afflicted with mass (9, 22) in such a way that the movable member maintains a fixed spatial position during the rotation of the container (1, 20). 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfkörper (19,29) in bekannter Weise als Scheibe ausgebildet ist, deren Achse parallel zur Achse des Reibkörpers (2,21) verläuft.2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the test body (19, 29) is designed in a known manner as a disc, the axis of which runs parallel to the axis of the friction body (2, 21) . 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei zylinderförmiger Ausbildung des Behälters (1) das bewegliche Organ eine relativ zur Innenwand des Behälters (1) längs dessen Umfang bewegliche Masse (9) aufweist, welche eine parallel zur Achse des Reibkörpers (2) verlaufende Schiene (16) trägt, an welcher das eine Ende eines Armes (17) schwenkbar gelagert ist, der in seinem mittleren Abschnitt den Prüfkörper (19) und am anderen Ende ein Gewicht (18) trägt.3. Apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that when cylindrical Formation of the container (1) the movable member relative to the inner wall of the container (1) has movable mass (9) along its circumference, which has a parallel to the axis of the Friction body (2) carries running rail (16) on which one end of an arm (17) is pivotably mounted, the test body (19) and the other in its middle section End carries a weight (18). 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Organ (22 bis 27) mittels des Prüfkörpers (29) und einer an diesem Organ angeordneten Rolle (25) am Reibkörper (21) aufgehängt ist.4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the movable member (22 to 27) is suspended on the friction body (21) by means of the test body (29) and a roller (25) arranged on this member. In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 497 521.Considered publications:
German patent specification No. 497 521. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen For this purpose, 1 sheet of drawings 509 570/189 5.65 © Bundesdruckerei Berlin509 570/189 5.65 © Bundesdruckerei Berlin
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