DE20214568U1 - Rebound hardness testing of material using a new coil arrangement that has improved accuracy as for a considerable measurement stretch the signal amplitude is entirely dependent on rebound velocity - Google Patents

Rebound hardness testing of material using a new coil arrangement that has improved accuracy as for a considerable measurement stretch the signal amplitude is entirely dependent on rebound velocity

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/40—Investigating hardness or rebound hardness
    • G01N3/52—Investigating hardness or rebound hardness by measuring extent of rebound of a striking body

Abstract

Method for measuring material hardness using the rebound measurement method in which a ball bearing type penetration body (4) is dropped in a pipe towards the surface of a body under test. The body has an attached magnet and its falling and rebound velocities are measured using coils (5, 6). The coils are connected together and have separation distances set such that measurement accuracy is optimized. The first induction coil is positioned so that its maximum induction signal is reached after the time an impact with a test body would occur if it was placed in the pipe, when the test body is allowed to fall through the empty pipe for compensating purposes. In a similar way the second induction coil has its maximum temporally before the impact time. The coils are positioned together such that a resultant signal from a combination of the two signals has a sufficiently long region in which its signal amplitude is entirely dependent on the body's velocity.

Description

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Claims (20)

1. Vorrichtung zur Messung der Materialhärte nach dem Rückprallverfahren dergestalt, daß ein Schlagkörper mit Magnet und Eindringkörper nach dem Stand der Technik ein Rohr nach dem Stand der Technik durchfliegt, am zu prüfenden Werkstück zurückprallt und danach das Rohr in umgekehrter Richtung erneut durchfliegt. Das Rohr ist von zwei Spulen umwickelt, die jede für sich dem Stand der Technik entsprechen, jedoch auf neue Art und Weise zusammen geschaltet, in ihrem Abstand zueinander optimiert und relativ zur Position der zu prüfenden Werkstoffoberfläche auf neue Weise angeordnet sind.1. Device for measuring the material hardness according to the rebound method in such a way that an impact body with magnet and indenter according to the prior art a tube flies according to the state of the art, rebounds on the workpiece to be tested and then fly through the pipe again in the opposite direction. The pipe is of two Coils are wound, each of which corresponds to the state of the art, but on new ones Connected together, optimized in their distance from each other and relative are arranged in a new way for the position of the material surface to be tested. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dergestalt, daß die Spule L1 so positioniert und gepolt ist, daß ihr Extremum E1 zeitlich nach dem Prallzeitpunkt tp angeordnet ist, wenn der Prallkörper zu Abgleichzwecken das Rohr im freien Durchflug passiert.2. Device according to claim 1, such that the coil L1 is positioned and polarized, that its extremum E1 is arranged after the impact time tp when the Impact body for adjustment purposes the tube passes in free flight. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dergestalt, daß die Spule L2 so positioniert und gepolt ist, daß ihr Extremum E2 zeitlich vor dem Prallzeitpunkt tp angeordnet ist, wenn der Prallkörper zu Abgleichzwecken das Rohr im freien Durchflug passiert.3. Device according to claim 1, such that the coil L2 is positioned and poled, that its extremum E2 is arranged before the impact time tp when the Impact body for adjustment purposes the tube passes in free flight. 4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3 dergestalt, daß beide Spulen elektrisch so zusammengeschaltet werden, daß sich die Extrema E1 und E2 mit gleicher Polarität zu einem Summensignal E1 + E2 überlagern, wenn der Prallkörper zu Abgleichzwecken das Rohr im freien Durchflug passiert.4. Device according to claims 1, 2, 3 such that both coils electrically interconnected so that the extrema E1 and E2 with the same polarity superimpose a sum signal E1 + E2 if the impact body for the purposes of adjustment Pipe passed in free flight. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1, 2, 3, 4 dergestalt, daß der Abstand beider Spulen so optimiert wird, daß das Summensignal E1 + E2 nach Anspruch 4 einen räumlich und zeitlich ausreichend langen Bereich B aufweist, in dem die Signalamplitude ausschließlich von der Durchfluggeschwindigkeit des Prallkörpers durch das Rohr abhängig ist.5. Device according to claims 1, 2, 3, 4 such that the distance between the two coils is optimized that the sum signal E1 + E2 a spatial and has a sufficiently long area B in which the signal amplitude only is dependent on the velocity of the impact body through the pipe. 6. Vorrichtung nach Anspruch 1 dergestalt, daß das Summensignal E1 + E2 durch die Optimierung nach Anspruch 5 dem Anwender ein Maß für die Geschwindigkeit des Prallkörpers zur Verfügung stellt, welches es ihm ermöglicht, die gesamte Geschichte eines Prallvorganges, welcher während einer nach dem Stand der Technik ablaufenden Rückprallhärtemessung stattfindet, in einem ausreichend breiten Zeitfenster innerhalb des Bereichs B unbeeinflußt von störenden Effekten bis hinab zur Geschwindigkeit Null im Punkt der Richtungsumkehr des Prallkörpers lückenlos zu dokumentieren.6. The device according to claim 1 such that the sum signal E1 + E2 by the Optimization according to claim 5 the user a measure of the speed of the Provides impact body, which allows him the entire story an impact process which takes place during a state of the art Rebound hardness measurement takes place within a sufficiently wide time window within the Area B unaffected by disruptive effects down to zero speed in Document the point of reversal of the impact body completely. 7. Vorrichtung nach Anspruch 1 dergestalt, daß das Zeitfenster nach Anspruch 6 eine vom Anwender definierte Untermenge des Bereichs B darstellt.7. The device according to claim 1 such that the time window according to claim 6 one of User defined subset of area B. 8. Vorrichtung nach Anspruch 1 dergestalt, daß der Prallzeitpunkt tp innerhalb des Zeitfensters nach den Ansprüchen 6 und 7 für eine ungestörte, lückenlose Dokumentation des Prallvorganges nach Anspruch 6 an beliebiger Stelle liegen darf.8. The device according to claim 1 such that the impact time tp within the Time window according to claims 6 and 7 for undisturbed, complete documentation the impact process according to claim 6 may be anywhere. 9. Vorrichtung nach Anspruch 1 dergestalt, daß die Länge des Zeitfensters nach Anspruch 7 und die vom Anwender bestimmte Positionierung des Prallzeitpunktes tp innerhalb dieses Fensters sicherstellt, daß in die vom Anwender vorgenommene Dokumentation des Prallvorganges im Prallzeitpunkt tp nach den Ansprüchen 6, 7, 8 auch die Vorgeschichte und die Nachgeschichte mit für den Anwender ausreichender Länge lückenlos einbezogen wird. 9. The device according to claim 1 such that the length of the time window according to claim 7 and the positioning of the impact point tp within this determined by the user Window ensures that the user 's documentation of the Impact process at the point of impact tp according to claims 6, 7, 8 and the previous history and the post-story is included with sufficient length for the user becomes.   10. Vorrichtung nach Anspruch 1 dergestalt, daß bei beliebigen Geschwindigkeiten, Geschwindigkeitsverhältnissen und Beschleunigungen im Rahmen des technisch möglichen die Vor- und Nachgeschichte des Prallvorganges nach Anspruch 9 und dieser selbst vom Anwender so vollständig bzw. lückenlos dokumentiert werden kann, daß er hinreichend genau auf die theoretische Aufprallgeschwindigkeit und die theoretische Rückprallgeschwindigkeit genau im Zeitpunkt tp schließen kann, auch wenn die Rückprallgeschwindigkeit den Wert Null einnimmt.10. The device according to claim 1 such that at any speed, Speed ratios and accelerations within the technical possible the pre and post history of the impact process according to claim 9 and this can be documented so completely or completely by the user that he sufficiently accurate to the theoretical impact speed and the theoretical Rebound speed can close exactly at time tp, even if the Rebound velocity takes the value zero. 11. Vorrichtung nach Anspruch 1 dergestalt, daß nach Anspruch 10 durch die vom Anwender durchgeführte Auswertung gemäß dem Stand der Technik eine lineare Extrapolation der Aufprall- und Rückprallgeschwindigkeit des Prallkörpers in den Prallzeitpunkt tp hinein erfolgen kann, wenn nach Anspruch 10 festgestellt wird, daß Aufprall- und Rückprallgeschwindigkeit einer konstanten Beschleunigung oder der Beschleunigung null unterliegen.11. The device according to claim 1 such that according to claim 10 by the user performed evaluation according to the prior art, a linear extrapolation of the Impact and rebound speed of the impact body into the impact time tp can take place if it is determined according to claim 10 that impact and Rebound speed of constant acceleration or zero acceleration subject. 12. Vorrichtung nach Anspruch 1 dergestalt, daß nach Anspruch 10 durch die vom Anwender durchgeführte Auswertung eine Extrapolation höherer Ordnung der Aufprall- und Rückprallgeschwindigkeit des Prallkörpers in den Prallzeitpunkt tp hinein erfolgen kann, wenn festgestellt wird, daß Aufprall- und Rückprallgeschwindigkeit einer nicht konstanten Beschleunigung unterliegen.12. The apparatus of claim 1 such that according to claim 10 by the user carried out an extrapolation of higher order of impact and Rebound speed of the impact body into the impact time tp can take place, if it is determined that impact and rebound speeds are not subject to constant acceleration. 13. Vorrichtung nach Anspruch 1 dergestalt, daß eine Extrapolation nach Anspruch 11 oder eine Extrapolation höherer Ordnung nach Anspruch 12 durchgeführt werden kann, nachdem durch Analyse des Geschwindigkeitsverlaufes in der Dokumentation nach Anspruch 10 festgestellt wurde, welcher Art die Beschleunigung ist, welche die Prallkörpergeschwindigkeit im Zeitfenster nach Anspruch 7 beeinflußt.13. The apparatus according to claim 1 such that an extrapolation according to claim 11 or an extrapolation of higher order can be carried out according to claim 12, after by analyzing the speed curve in the documentation Claim 10 was determined, which type is the acceleration, which the Impact body velocity influenced in the time window according to claim 7. 14. Vorrichtung nach Anspruch 1 dergestalt, daß nach den Ansprüchen 8, 9 und 10 der zeitliche Ablauf des Prallvorganges selbst in hinreichendem Maße ohne Einfluß von störenden Effekten lückenlos zur Dokumentation bereitgestellt wird, so daß physikalisch/technische Untersuchungen des gesamten Ablaufs ermöglicht werden, um Rückschlüsse auf das Verhalten des untersuchten Materials unter dynamisch/statischen Belastungen ziehen zu können.14. The device according to claim 1 such that according to claims 8, 9 and 10 of timing of the impact process itself to a sufficient extent without the influence of disturbing effects are provided for documentation without gaps, so that physical / technical examinations of the entire process are made possible in order to Conclusions about the behavior of the investigated material under dynamic / static To be able to pull loads. 15. Vorrichtung nach Anspruch 1 dergestalt, daß unter Verzicht auf die Vorteile nach den Ansprüchen 1 bis 14 die Vorrichtung nach Anspruch 1 abwärtskompatibel zum bisherigen Stand der Technik (DE 24 52 880 C2) gestaltet werden kann, um eine freizügige Verwendung der Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 14 an Geräten des bisherigen Standes der Technik zu ermöglichen.15. The apparatus according to claim 1 in such a way that without the advantages of the Claims 1 to 14 the device according to claim 1 downward compatible to the previous one State of the art (DE 24 52 880 C2) can be designed to be a revealing Use of the device according to claims 1 to 14 on devices of the previous one To enable state of the art. 16. Vorrichtung nach Anspruch 1 dergestalt, daß nach Anspruch 15 die obere Spule L2 entweder durch einen Umschalter, einen Kurzschlußschalter oder durch eine Umsteckvorrichtung aus der Reihenschaltung der Spulenkombination L1 + L2 entfernt werden kann, so daß ausschließlich die Spule L1 unbeeinträchtigt zur Funktion gelangt.16. The apparatus according to claim 1 such that the upper coil L2 either by a changeover switch, a short circuit switch or by a Removal device removed from the series connection of the coil combination L1 + L2 can be, so that only the coil L1 can function without being impaired. 17. Vorrichtung nach Anspruch 1 dergestalt, daß bei Erfüllung von Anspruch 16 gemäß Anspruch 15 der Prallzeitpunkt tp relativ zum Extremum E 1 der Spule L 1 auf geeignete Weise verlagert wird. 17. The apparatus according to claim 1 such that when claim 16 is fulfilled in accordance Claim 15 the impact time tp relative to the extremum E 1 of the coil L 1 to suitable Way is shifted.   18. Vorrichtung nach Anspruch 1 dergestalt, daß die Position des Prallzeitpunktes tp nach Anspruch 17 zeitlich hinter das Extremum E1 verlagert wird, indem ein höherer Sondenfuß (7) zur Anwendung kommt, der die Fallstrecke des Fallkörpers im Rohr relativ zur Spule L1 bis zum Aufprall des Eindringkörpers auf das zu prüfende Werkstück auf geeignete Weise verlängert.18. The apparatus according to claim 1 in such a way that the position of the impact time tp according to claim 17 is shifted in time behind the extremum E1 by using a higher probe foot ( 7 ) which covers the falling distance of the falling body in the tube relative to the coil L1 until the impact the indenter on the workpiece to be tested extended in a suitable manner. 19. Vorrichtung nach Anspruch 1 dergestalt, daß alternativ zum Anspruch 18 zur Erfüllung des Anspruchs 17 ein verstellbarer Sondenfuß verwendet wird.19. The apparatus of claim 1 such that, alternatively to claim 18 to fulfill of claim 17, an adjustable probe foot is used. 20. Vorrichtung nach Anspruch 1 dergestalt, daß die Verwendung des höheren Sondenfußes nach Anspruch 18 bzw. die Verstellung des Sondenfußes nach Anspruch 19 eine automatische Umschaltung des Spulensystems nach Anspruch 16 bewirkt.20. The apparatus according to claim 1 such that the use of the higher probe base according to claim 18 or the adjustment of the probe foot according to claim 19 a automatic switching of the coil system according to claim 16 causes.
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