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Die Erfindung betrifft einen Probenhalter für ein Rückprall-Elastizitätsprüfgerät mit Pendel-Schlaghammer.
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Die Rückprall-Elastizität von Werkstoffen wie Kautschuk und Elastomeren wird mittels einer Schwingvorrichtung mit einem Freiheitsgrad gemessen. Solch ein Rückprall-Elastizitätsprüfgerät umfasst üblicherweise einen Pendel-Schlaghammer und einen Probenhalter mit einer Halterung für einen Probenkörper, dessen Rückprall-Elastizität gemessen werden soll. Der Pendel-Schlaghammer umfasst eine Pendelstange, an deren freiem Ende ein Hammer angeordnet ist. Die Pendelstange ist aufgehängt, sodass der Hammer am freien Ende auf Grund der Schwerkraft auf einer Kreisbogenbahn schwingt. In der Halterung des Probenhalters wird der Probenkörper befestigt. Bei der Rückprall-Elastizitätsmessung schlägt die Finne des Hammers auf den Probenkörper. Anhand des Rückprallwinkels, bis zum dem der Pendel-Schlaghammer nach dem Auftreffen zurückschwingt, lässt sich die Rückprall-Elastizität bestimmen.
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Rückprall-Elastizitätsmessung ist Gegenstand verschiedener nationaler und internationaler Standards beziehungsweise Normen. Darin sind Durchführung der Messung sowie Dimensionierung des Rückprall-Elastizitätsprüfgeräts und des Probenkörpers vorgegeben. Bei einer standardisierten Rückprall-Elastizitätsmessung wird der Pendel-Schlaghammer aus seiner senkrechten Ruhelage in die Waagerechte ausgelenkt, schwingt zurück und trifft in seiner senkrechten Position auf den Probenkörper, sodass die Auftreffrichtung der Finne senkrecht zur Probenoberfläche ist. Die Positionierung des Probenkörper, sodass die Finne ihn in der senkrechten Pendelposition gerade berührt, wird als Nulllage bezeichnet.
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Bei einem konventionellen Rückprall-Elastizitätsprüfgerät wird der Probenkörper an einer Stirnseite des Probenhalters befestigt, indem eine Halteklammer mit einer vorgegebenen Kraft den Probenkörper auf die Stirnseite drückt. Die Halteklammer greift zu beiden Seiten des Prüfbereichs, auf den die Finne bei der Rückprall-Elastizitätsmessung trifft, auf den Probenkörper und ermöglicht einen festen Halt des Probenkörpers, ohne den Prüfbereich zu deformieren. Ein Rückprall-Elastizitätsprüfgerät wird beispielsweise in der
DE 646362 beschrieben.
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Bei der Rückprall-Elastizitätsmessung verschiedener Probenkörper, insbesondere aus unterschiedlichen Materialien oder Chargen, kann sich deren Dicke unterscheiden. Dies erfordert eine Anpassung der Nulllageneinstellung des Probenhalters, die erfolgen kann, indem der stirnseitige Bereich des Probenhalters axial verschoben wird. Solch eine Linearverschiebung kann durch einen manuellen Drehantrieb erfolgen. Die Einstellung der Nulllage erfordert von der Bedienerin oder dem Bediener des Rückprall-Elastizitätsprüfgeräts Sorgfalt und Genauigkeit, um die Messung nicht zu verfälschen, und ist mit einem nicht zu vernachlässigenden Zeitaufwand verbunden.
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Es stellt sich die Aufgabe, einen Probenhalter für ein Rückprall-Elastizitätsprüfgerät bereitzustellen, bei dem oben genannte Nachteile überwunden werden.
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Die Aufgabe wird durch einen Probenhalter für ein Rückprall-Elastizitätsprüfgerät mit Pendel-Schlaghammer mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst.
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Der Probenhalter weist auf einer Seite eine Halterung für einen Probenkörper mit einer Vorderseite und einer Rückseite auf, die mit einer Öffnung versehen ist, durch die der Pendel-Schlaghammer, genauer dessen Finne, auf die Vorderseite des Probenkörpers treffen kann. Die Halterung ist mit einem Anschlag versehen, der ausgebildet ist, sodass die Vorderseite des Probenkörpers in einer Nulllage positioniert ist, wenn sie an den Anschlag angelegt ist. Ferner weist der Probenhalter ein sich von einer gegenüberliegenden Seite erstreckendes Mittel zur Kraftbeaufschlagung auf, das ausgebildet ist, auf die Rückseite des Probenkörpers einzuwirken, um die Vorderseite des Probenkörpers mit einer vorgegebenen Kraft gegen den Anschlag zu drücken und in der Nulllage zu halten.
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Der Probenhalter ist vorteilhafterweise Bestandteil des Rückprall-E I astizitätsprüfgeräts.
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Die Nulllage ist eine vorgegebene Ebene auf der Kreisbogenbahn des Pendel-Schlaghammers, die insbesondere bei einer standardisierten Messung die Position der Vorderseite des Probenkörpers beim Auftreffen der Finne definiert. Vorteilhafterweise trifft die Finne senkrecht auf die Vorderseite des Probenkörpers in Nulllage. Sie wird üblicherweise durch die Finne in Ruheposition, in der die Pendelstange senkrecht ist, definiert und verläuft radial zur Kreisbogenbahn, entlang der der Hammer schwingt.
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Im Probenhalter wird der Probenkörper mit der auf seine Rückseite wirkenden vorgegebenen Kraft in den Anschlag der Halterung gedrückt, sodass er in seiner Nulllage ist, was für eine standardisierte Rückprall-Elastizitätsmessung erforderlich ist. Bei Austausch des Probenkörpers ist eine Justierung der Halterung, um den Probenkörper in der Nulllage zu positionieren, trotz unterschiedlicher Probenkörperdicken entbehrlich, sodass sich eine Aufwands- und Zeitersparnis im Vergleich zu einem konventionellen Rückprall-Elastizitätsprüfgerät ergibt. Ein konventionelles Rückprall-Elastizitätsprüfgerät kann durch Austausch des Probenhalters als Ganzem oder zumindest durch den Einbau der oben beschriebenen Halterung vor dem stirnseitigen, linear verschiebbaren Probenhalterbereich und des Mittels zur Kraftbeaufschlagung anstatt des bisherigen Antriebs im Probenhalter angepasst werden.
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In einer Ausführung weist das Mittel zur Kraftbeaufschlagung ein axial verschiebbares Spannmittel auf, das ausgebildet ist, den Probenkörper lösbar in der Halterung zu fixieren. Das Spannmittel bewirkt die Fixierung, indem es auf den Probenkörper drückt, sodass der Probenkörper zwischen der Halterung und dem Spannmittel eingespannt ist. Wird das Spannmittel vom Probenkörper wegbewegt, kann der Probenkörper aus der Halterung entnommen werden. In einer Ausführung ist das Spannmittel zapfenförmig ausgebildet und drückt mit seiner Stirnseite auf die Rückseite des Probenkörpers. Die Stirnseite ist vorteilhafterweise flächig ausgebildet, um die Krafteinwirkung auf der Rückseite zu verteilen und wie ein Amboss für die auftreffende Hammerfinne des Pendel-Schlaghammers zu wirken.
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In einer Ausführung weist die Halterung eine Ausnehmung zur Aufnahme des Probenkörpers auf. Die Ausnehmung erleichtert die Positionierung des Probenkörpers beim Einspannen, und das Spannmittel fixiert ihn dann in der Ausnehmung. Der Probenkörper kann über die dem Spannmittel zugewandte Halterungsseite überstehen oder bündig mit ihr sein oder versenkt sein. Wenn keine Ausnehmung vorgesehen ist, wird der Probenkörper gegen die plane, dem Spannmittel zugewandte Halterungsseite als Anschlag gedrückt.
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In einer Ausführung weist das Mittel zu Kraftbeaufschlagung einen Linearantrieb auf, der ausgebildet ist, das Spannmittel linear zur Halterung zu verschieben, um den Probenkörper einzuspannen und nach der Messung wieder aus der Halterung zu lösen.
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In einer Ausführung ist ein Motor vorgesehen, der ausgebildet ist, den Linearantrieb anzutreiben. Alternativ oder zusätzlich kann der Linearantrieb manuell angetrieben werden, beispielsweise durch ein Drehrad.
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Eine Ausführung des Linearantriebs weist eine drehmomentschaltende Sicherheitskupplung auf, die bei einem vorgegebenen Drehmoment trennt. Sie ist vorteilhafterweise ausgebildet, ein Hubelement abzukoppeln, sobald die Vorderseite des Probenkörpers mit einer vorgegebenen Kraft an den Anschlag gedrückt wird. Das Hubelement ist linear bewegbar, sei es mit oder ohne Rotationsbewegung. Es ist derart mit dem Spannmittel gekoppelt, dass die Linearbewegung des Hubelements auf das Spannmittel übertragen wird, um dadurch den Probenkörper in die Halterung zu spannen. Die drehmomentschaltende Sicherheitskupplung trennt bei einem vorgegebenen Drehmoment das Hubelement und stoppt damit dessen Linearbewegung. Das vorgegebene Drehmoment ist derart, dass die Linearbewegung stoppt, sobald der Probenkörper mit einer vorgegebenen Kraft an den Anschlag gedrückt wird. Beim Einspannen erhöht der gegen das Spannmittel wirkende Probenkörper das Drehmoment der drehmomentschaltenden Sicherheitskupplung bis zum Erreichen des vorgegebenen Drehmoments, wenn das Hubelement und damit das Spannmittel weiter in Richtung des Probenkörpers bewegt werden. Durch Verwendung der drehmomentschaltenden Sicherheitskupplung kann der Probenkörper in einfacher und zeitsparender Weise mit der vorgegebenen Kraft in die Halterung eingespannt werden.
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In einer Ausführung sind ein Drehrad und das Hubelement derart miteinander gekoppelt, dass eine Rotation des Drehrads in eine Richtung in eine Linearbewegung des Hubelements in Richtung der Halterung übertragen wird, sofern das vorgegebene Drehmoment nicht überschritten wird. Durch Rotation des an einer Gehäuseaußenseite angeordneten Drehrads bewegt die Benutzerin oder der Benutzer das Spannmittel zum Einspannen des Probenkörpers. Vorteilhafterweise sind das Drehrad und das Hubelement derart miteinander gekoppelt, sodass eine Rotation des Drehrads in die entgegengesetzte Richtung in eine Linearbewegung des Hubelements, und damit des Spannmittels, von der der Halterung weg übertragen wird, um dem Probenkörper zu lösen und aus der Halterung entnehmen zu können.
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Alternativ kann der Motor mit dem Hubelement derart gekoppelt sein, dass die Motorbewegung in die Linearbewegung des Hubelements zum Probenkörper hin und wieder zurück übertragen wird.
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In einer Ausführung ist die drehmomentschaltende Sicherheitskupplung als Rutschkupplung ausgebildet, bei der die Bewegungsübertragung der schließenden Kupplung mittels Reibung, das heißt durch Kraftschluss, erfolgt. Die Rutschkupplung kann zwischen zwei Wellen gekoppelt sein; eine wird durch das Drehrad angetrieben und die andere treibt bei schließender Kupplung das Hubelement in Längsrichtung.
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In einer Ausführung ist der Motor mit einer Messvorrichtung zur Messung einer Kraft oder einer mit der Kraft korrelierten Messgröße gekoppelt, mit der der Probenkörper an den Anschlag gedrückt wird. Die Messvorrichtung detektiert, ob durch den gegen den Probenkörper drückenden Linearantrieb bereits die vorgegebene Kraft erreicht worden ist, sodass dann die Bewegung des Linearantrieb gestoppt werden kann. Dies kann durch Abschalten des Motors erfolgen oder eine Entkopplung des Antriebs. Eine drehmomentschaltende Sicherheitskupplung ist zumindest im erstgenannten Fall entbehrlich. Zur Messung einer mit der Kraft korrelierten, elektrisch messbaren Messgröße kommt beispielsweise die Stromaufnahme des Motors in Frage.
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In einer Ausführung ist der Motor im Closed-Loop-Betrieb, d.h. er weist eine Regelung auf, sodass die vorgegebene Kraft einstellbar ist, mit der der Probenkörper zur Elastizitätsmessung an den Anschlag gedrückt wird. Eine drehmomentschaltende Sicherheitskupplung ist in dieser Ausführung entbehrlich.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
- 1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines Rückprall-Elastizitätsprüfgeräts.
- 2 zeigt in einer dreidimensionalen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer Halterung.
- 3 zeigt in einer teiltransparenten Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines Linearantriebs eines Mittels zur Kraftbeaufschlagung.
- 4 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rückprall-Elastizitätsprüfgeräts.
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1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein Ausführungsbeispiel eines Rückprall-Elastizitätsprüfgeräts. Das Rückprall-Elastizitätsprüfgerät umfasst einen Pendel-Schlaghammer 1 mit einem Hammer 3 an einer Pendelstange 5 in einer Pendelhalterung 7, einen Probenhalter 9 mit einer Halterung 11 für einen Probenkörper 13 und eine Anzeigevorrichtung 15. Der Probenhalter 9 dient als Sockel für den Geräteteil mit dem Pendel-Schlaghammer 1. Die Pendelstange 5 ist in der Pendelhalterung 7 drehbar gelagert, sodass der Hammer 3 auf Grund der Schwerkraft auf einer Kreisbogenbahn 17 schwingt. Der Hammer 3 ist aus einer Ruheposition mit senkrechter Pendelstange in eine Startposition auslenkbar, bei der die Pendelstange 5 waagerecht ist. In der 1 ist die Startposition gestrichelt dargestellt.
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Der Probenhalter 9 weist vorderseitig, das heißt dem Pendel-Schlaghammer 1 zugewandt, die Halterung 11 für den Probenkörper 13 auf. Der Probenkörper 13 hat eine Vorderseite 19 und eine Rückseite 21. Eine Finne 23, das heißt der schmal zulaufende Kopfbereich des Hammers 3, trifft bei der Rückprall-Elastizitätsmessung durch eine Öffnung 25 in der Halterung 11 auf die Vorderseite 19 des Probenkörpers 13. Die Halterung 11 ist so an einer Grundplatte 41 des Rückprall-Elastizitätsprüfgeräts befestigt, dass der Prüfbereich des Probenkörpers 13 in der Kreisbogenbahn 17, positioniert ist. Dabei ist die Vorderseite 19 des Probenkörpers 13 derart ausgerichtet, dass die Finne 23 sie gerade berührt, wenn die Pendelstange 5 in senkrechter Ruheposition ist. Diese Position der Vorderseite 19 beziehungsweise des Probenkörpers 13 wird als Nulllage bezeichnet, die durch die Pfeile 29 in 1 veranschaulicht ist.
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Neben der Öffnung 25, durch die die Finne 23 senkrecht auf den Probenkörper 13 trifft, weist die Halterung 11 einen Anschlag 27 auf, der ausgebildet, sodass bei an ihn angelegter Vorderseite 19 der Probenkörper 13 in der Nulllage positioniert ist.
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Der Probenhalter 11 weist ferner ein Mittel zur Kraftbeaufschlagung 31 auf die Rückseite 21 des Probenkörpers 13 auf. Das Mittel zur Kraftbeaufschlagung 31 ist ausgebildet, auf die Rückseite 21 einzuwirken, um den Probenkörper 13 mit einer vorgegebenen Kraft gegen den Anschlag 27 zu drücken und in der Nulllage zu halten.
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Das Mittel zur Kraftbeaufschlagung 31 weist ein Spannmittel 33 auf, das auf die Rückseite 21 des Probenkörpers 13 wirkt und ihn in damit an den Anschlag 27 der Halterung 11 drückt. Das Spannmittel 33 ist als axial beweglicher Zapfen ausgebildet und wird auch als Pinole bezeichnet. Vorteilhafterweise erfolgt die Linearbewegung des Spannmittels 33 ohne Rotation, um den Probenkörper nicht zu verschieben. Das Mittel zur Kraftbeaufschlagung 31 weist ferner einen Linearantrieb 35 mit einem Drehrad 37 an einer Rückseite des Rückprall-Elastizitätsprüfgeräts und ein Hubelement 39 im Probenhalterinneren auf, die derart miteinander gekoppelt sind, dass eine Rotationsbewegung des Drehrades 37 in eine Linearbewegung des Hubelements 39 übertragen wird. Das Hubelement 39 ist derart mit dem Spannmittel 33 gekoppelt, dass die translatorische Bewegung des Hubelements 39 auf das Spannmittel 33 übertragen wird. Das Spannmittel 33 kann zu diesem Zweck fest mit dem Hubelement 39 verbunden sein oder dessen integraler Bestandteil sein. Auch eine Verbindung über Kopplungsmittel ist denkbar.
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Der Linearantrieb 35 ermöglicht einer Benutzerin oder einem Benutzer die manuelle Verstellung des Spannmittels 33, um den Probenkörper 13 in der Halterung 11 zu befestigen. Die manuelle Verstellung erfolgt über das Drehrad 37, das beim Einspannen des Probenkörpers 13 in eine Richtung, um das Spannmittel 33 zum Probenkörper 13 hin zu bewegen, und zu dessen Herausnahme in die entgegengesetzte Richtung, um das Spannmittel 33 vom Probenkörper 13 weg zu bewegen, gedreht wird.
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Der Linearantrieb 35 weist eine drehmomentschaltende Sicherheitskupplung auf, die mit dem Hubelement 39 derart koppelbar ist, sodass die Rotation des Drehrades 37 die Linearbewegung des Hubelements 39 in dessen axialer Richtung bewirkt, sofern ein vorgegebenes Drehmoment nicht überschritten wird. Bei Erreichen des vorgegebenen Drehmoments trennt die Kupplung das Hubelement 39 ab, sodass eine weitere Drehung 37 des Drehrads 37 keine Bewegung des Hubelements 39 mehr bewirkt. Die drehmomentschaltende Sicherheitskupplung ist ausgebildet, das Hubelement 39 abzukoppeln, sobald der Probenkörper 13 mit einer vorgegebenen Kraft an den Anschlag 27 gedrückt wird. Das vorgegebene Drehmoment korrespondiert mit der vorgegeben Kraft am Anschlag 27, sodass weiteres Drehen des Drehrads 37 nach dem Trennen keine Erhöhung der Kraft, mit der der Probenkörper 13 gegen den Anschlag 27 gedrückt wird, über die vorgegebene Kraft hinaus bewirkt. Der Benutzerin oder dem Benutzer des Rückprall-Elastizitätsprüfgeräts wird das Trennen der drehmomentschaltenden Sicherheitskupplung und damit das Erreichen der für das Einspannen des Probenkörpers 13 erforderlichen Kraft haptisch vermittelt, indem die zur Bewegung des Drehrads 37 erforderliche Kraft schlagartig abnimmt, was anschaulich auch als „Durchrutschen“ bezeichnet werden kann. Keine Justierung der Nulllage wegen möglicherweise schwankender Probendicke ist erforderlich, da die Positionierung des Probenkörpers 13 am Anschlag 27 mit seiner Positionierung in der Nulllage einhergeht.
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Bei der Rückprall-Elastizitätsmessung wird der Pendel-Schlaghammer 1 aus seiner Ruheposition um 90 Grad in die Startposition ausgelenkt. Dies kann mittels eines Elektromotors erfolgen. Wenn die Fixierung des Pendel-Schlaghammers 1 in seiner Startposition gelöst wird, bewegt er sich auf Grund seiner Schwerkraft auf der Kreisbogenbahn 17 und trifft mit der Finne 23 senkrecht auf die Vorderseite 19 des Probenkörpers 13. Der Probenkörper 13 verschiebt sich beim Auftreffen der Finne 23 nicht. Der Rückprallwinkel, bis zu dem der Pendel-Schlaghammer 1 nach dem Auftreffen auf den Probenkörper 13 zurückschwingt, wird erfasst und an der Anzeigevorrichtung 15 angezeigt. Alternativ oder zusätzlich kann der gemessene Wert an einer Schnittstelle 43 zur weiteren Datenverarbeitung bereitstellt werden. Anhand des Rückprallwinkels lässt sich die Rückprall-Elastizität bestimmen. Üblicherweise umfasst die Bestimmung der Rückprall-Elastizität drei Messung und die Ermittlung des Medians.
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Das Rückprall-Elastizitätsprüfgerät kann einen Mikroprozessor und einen Speicher aufweisen, mittels derer verschiedene Messwerte, auch unterschiedlicher Materialen, gespeichert und verarbeitet werden können, beispielsweise durch Mittelung oder Vergleich.
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2 zeigt in einer dreidimensionalen Ansicht ein Ausführungsbeispiel einer Halterung 11. Die Halterung 11 umfasst eine Platte 45 mit Ständer 47, an dem sie auf einer Grundplatte 41 des Probenhalters 9 befestigt wird. Die Platte 45 hat eine Vorderseite, die dem Pendel-Schlaghammer 1 (in 2 nicht dargestellt) zugewandt ist, und eine gegenüberliegende Rückseite 49, die dem Spannmittel 33 (in 2 nicht dargestellt) zugewandt ist. Die Platte 45 weist eine rückseitig und oben offene Ausnehmung 51 auf, in der der Probenkörper 13 positionierbar ist. Die Ausnehmung 51 und ihre Kante 53 sind derart ausgestaltet, dass der Probenkörper 13 von oben einschiebbar ist, wenn das Spannmittel 33 zumindest um die Probendicke von der Vorderseite 55 der Ausnehmung 51 beabstandet ist. Die seitlich und unten von der Ausnehmung 51 verlaufende Kante 53 ist in einem Ausführungsbeispiel derart geformt, dass der Probenkörper 13 in einer vorgegebenen Position gehalten wird. Die Kante 53 korrespondiert zumindest bereichsweise mit der Umfangskontur des Probenkörpers 13. Die Vorderseite 55 der Ausnehmung 51 ist eben und dient als Anschlag 27, an dem die Vorderseite 19 des Probenkörpers 13 in seiner Nulllage anliegt. Eine durchgängige Öffnung 25 in der Ausnehmung 51 erlaubt, dass die Finne 23 bei der Messung auf die Vorderseite 19 des Probenkörpers 13 treffen kann.
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Öffnung 25 oben offen, sodass die Halterung 11 eine eher gabelförmige Gestalt haben kann. In einem alternativen Ausführungsbeispiel hat die Platte 45 keine Ausnehmung, sodass die Rückseite 49 der Platte 45 als Anschlag 27 dient.
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Die Halterung 11 wird so auf der Grundplatte41 des Probenhalters 9 befestigt, dass die Vorderseite 55 der Ausnehmung 51 als Anschlag 27 in derselben Ebene ist wie die Finne 23 in der Ruheposition des Pendel-Schlaghammers 1. Mit anderen Worten: Die Vorderseite 19 verläuft radial zu der Stelle der Kreisbahn 17, an der die Finne 23 in der Ruheposition des Pendel-Schlaghammers 1 ist. Dadurch berührt die Finne 23 in der Ruheposition gerade die Vorderseite 19, sodass der Probenkörper 13 für die Messung in seiner Nulllage ist.
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3 zeigt in einer teiltransparenten Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines Linearantriebs 35 eines Mittels zur Kraftbeaufschlagung 31.
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Das Mittel zur Kraftbeaufschlagung 31 weist einen Linearantrieb 35 mit einem Drehrad 37 und einem Hubelement 39 auf, die derart miteinander gekoppelt sind, dass eine Rotationsbewegung des Drehrades 37 in eine translatorische Längsbewegung des Hubelements 39 transferiert wird. Eine als Rutschkupplung ausgebildete drehmomentschaltende Sicherheitskupplung 57 trennt bei Erreichen eines vorgegebenen Drehmoments das Hubelement 39 ab, sodass eine weitere Drehbewegung keine weitere Bewegung des Hubelements 39 mehr bewirkt. Das vorgegeben Drehmoment korrespondiert mit der vorgegebenen Kraft, mit der der Probenkörper 13 gegen den Anschlag 27 gedrückt wird. Die Linearbewegung des Hubelements 39 bewirkt auch eine Linearbewegung des Spannmittels 33. Sobald das Spannmittel 33 den Probenkörper 13 mit der vorgegebenen Kraft, beispielsweise 200 N, an den Anschlag 27 drückt, ist auch das vorgegebene Drehmoment erreicht und die drehmomentschaltende Sicherheitskupplung 57 trennt.
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Die drehmomentschaltende Sicherheitskupplung 57 ist als Rutschkupplung ausgebildet. Sie ist zwischen eine durch das Drehrad 37 rotierbare erste Welle 59 und eine zweite Welle 61, deren Rotation das Hubelement 39 antreibt, gekoppelt. Vor dem Erreichen des vorgegebenen Drehmoments wird die Rotation der ersten Welle 59 auf die zweite Welle 61 durch die schließende Kupplung übertragen, sodass das Hubelement 39 sich in Richtung des Probenkörpers 13 bewegt. Das Hubelement 39 kann beispielweise über einen Spindelantrieb oder einen Schraubantrieb in die Linearbewegung, die mit einer Rotationsbewegung einhergehen kann, versetzt werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Hubelement 39 als axial bewegliche und rotierende Spindel, an der das als Pinole ausgebildete Spannmittel 33 befestigt werden kann, ausgebildet.
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Das Spannmittel 33 ist an der von der drehmomentschaltenden Sicherheitskupplung 57 abgewandten Seite des Hubelements 39 vorgesehen. Es kann am Hubelement 39 befestigt oder über einen oder mehrere Verbindungskomponenten mit diesem gekoppelt sein. Alternativ kann das Spannmittel 33 integraler Bestandteil des Hubelements 39 sein.
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Bei der Rückprall-Elastizitätsmessung wird der Probenkörper 13 in die Halterung 11 gelegt, und die Spindel und die Pinole werden so lange in Richtung des Probenkörpers 13 gedreht beziehungsweise bewegt bis die Rutschkupplung durchdreht. Damit hat sich die vorgegebene Kraft eingestellt, die den Probenkörper 13 gegen den Anschlag 27 drückt.
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4 zeigt in einer schematischen Seitenansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Rückprall-Elastizitätsprüfgeräts. Um Wiederholungen zu vermeiden, werden lediglich die Unterschiede zum in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel beschrieben.
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Das Ausführungsbeispiel weist statt eines manuell antreibbaren Drehrads 37 einen Motor 63 auf, der den Linearantrieb 33 antreibt. In einem alternativen Ausführungsbeispiel ist der Motor zusätzlich zum Drehrad 37 vorgesehen, sodass sowohl manuelles als auch motorgetriebenes Einspannen des Probenkörpers 13 möglich ist.
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Bei der motorgetriebenen Verstellung des Spannmittels 33 wird dieses beim Einspannen des Probenkörpers 13 in eine Richtung, um das Spannmittel 33 zum Probenkörper 13 hin zu bewegen, und zu dessen Herausnahme in die entgegengesetzte Richtung, um das Spannmittel 33 vom Probenkörper 13 weg zu bewegen, bewegt. Die Bewegung des Spannmittels 33 wird gestoppt, sobald die vorgegebene Kraft erreicht ist. Dies kann in einem Ausführungsbeispiel erfolgen, indem die drehmomentschaltende Sicherheitskupplung 53 durchrutscht und der Motor 63 dann abgeschaltet wird. Das Durchrutschen der drehmomentschaltenden Sicherheitskupplung 53 kann motorseitig detektiert werden und dann die Motorabschaltung auslösen oder der Motor 63 wird nach dem Durchrutschen von Hand abgeschaltet.
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In einem alternativen Ausführungsbeispiel wird eine Messgröße gemessen und detektiert, ob sie einen vorgegebenen Wert erreicht hat. Die Messgröße ist an die Kraft gekoppelt, mit der der Probenkörper 13 bei der Bewegung des Spannmittels 33 an den Anschlag 27 gedrückt wird. Sobald die Messgröße den vorgegeben Wert, der der vorgegeben Kraft entspricht, erreicht, wird die Bewegung des Spannmittels 33 zum Probenkörper 13 hin gestoppt. Die Messgröße ist beispielsweise eine Stromaufnahme des Motors 63, deren Überschreiten des vorgegebenen Wertes motorintern in einfacher Weise detektiert werden kann und dann zum Abschalten oder zur Abkopplung des Motors 63 führt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Vorsehen der drehmomentschaltenden Sicherheitskupplung 57 entbehrlich.
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In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist eine Regelung am Motor 63 vorgesehen, um einen Closed-Loop-Betrieb zu ermöglichen. Eine Regelgröße wird während des Motorbetriebs gemessen und zum Motor 63 zurückgeführt, um den Motor 63 in deren Abhängigkeit zu betreiben. Mit anderen Worten: Die Kraft wird gemessen, mit der der Probenkörper 13 bei der Bewegung des Spannmittels 33 an den Anschlag 27 gedrückt wird. Dies kann durch einen Kraftdetektor am Spannmittel 33 erfolgen. Alternativ kann auch eine mit der Kraft korrelierte Größe gemessen werden. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann die vorgegebene, d.h. maximale Kraft, mit der die Vorderseite 19 des Probenkörpers 13 an den Anschlag 27 gedrückt wird, eingestellt werden. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist keine drehmomentschaltende Sicherheitskupplung 57 vorgesehen.
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Die vorstehend und die in den Ansprüchen angegebenen sowie die den Abbildungen entnehmbaren Merkmale sind sowohl einzeln als auch in verschiedener Kombination vorteilhaft realisierbar. Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Pendel-Schlaghammer
- 3
- Hammer
- 5
- Pendelstange
- 7
- Pendelhalterung
- 9
- Probenhalter
- 11
- Halterung
- 13
- Probenkörper
- 15
- Anzeige
- 17
- Kreisbogenbahn
- 19
- Vorderseite
- 21
- Rückseite
- 23
- Finne
- 25
- Öffnung
- 27
- Anschlag
- 29
- Pfeil (Nulllage)
- 31
- Mittel zur Kraftbeaufschlagung
- 33
- Spannmittel
- 35
- Linearantrieb
- 37
- Drehrad
- 39
- Hubelement
- 41
- Grundplatte
- 43
- Schnittstelle
- 45
- Platte
- 47
- Ständer
- 49
- Rückseite
- 51
- Ausnehmung
- 53
- Kante
- 55
- Vorderseite
- 57
- drehmomentschaltende Sicherheitskupplung
- 59
- Welle
- 61
- Welle
- 63
- Motor
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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