DE2033592C3 - Abrasionstestgerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Abrasionstestgerat zur Ermittlung der Abrasion an Sieben, Saugerbelägen. Druckplatten u. ä.. hervorgerufen durch Füllstoffe oder andere körnige Materialien.

Das Abrasionstestgerat findet Verwendung in Laboratorien und Betrieben, in denen derartige Abrasionsprobieme auftreten, so z. B. in der Zellstoff· und Papierindustrie zur Bestimmung des Verschleißes an Zellstoff* und Papiermaschinensieben, der dort verwen* deten Saugerbeläge (Holz, Keramik, Kunststoff u. ä.)₍ hervorgerufen durch die dort eingesetzten Füllstoffe;
in der Keramikindustrie zur Ermittlung der Abrasions

wirkung von Kaolinsorten;

in der Druckfarbenindustrie zur Bestimmung der Abrasivität der Füllstoffe in den Druckfarben auf Druckplatten, Zylinder u. ä.

Derartige Abrasionsmessungen müßten in all den genannten Industriezweigen laufend durchgeführt werden, um bereits vor dem praktischen Einsatz die Füllstoffe, Siebe, Beläge u. ä. prüfen und überwachen zu können. Wenn erst im praktischen Einsatz ermittelt werden kann, ob die Füllstoffe, Siebe, Beläge u.a. zweckmäßig und geeignet sind oder nicht, so ist dies häufig mit erheblichen Kosten und Betriebsstörungen verbunden. Diese Messungen sind auch insofern von zunehmender Bedeutung, da bei der Papierherstellung die Tendenz zu immer höheren Füllstoffmengen besteht.

Die bisher für den Abrasionstest zur Verfügung stehenden Geräte haben den Nachteil, daß die einzelnen Versuche verhältnismäßig teuer und umständlich sind und außerdem die Versuchsergebnisse nicht ausreichend genau sind bzw. zur Erzielung ausreichender Genauigkeit größte Sorgfalt angewendet werden und geschultes Personal zur Verfügung stehen muß. Dies ist teilweise auf komplizierten Aufbau und teilweise auf nicht praxisnaher Funktion zurückzuführen.

Es ist bekannt:

1. DE-PS 3 78 45'j: Dieses Gerät ist für die Prüfung von textlien Geweben auf Durchscheuern u. ä. konzipiert, jedoch für die Prüfung beispielsweise von Papiermaschinensieben sowohl hinsichtlich der Arbeitsweise — intermittierende Scheuerung, wechselnde Streichrichtung — als auch wegen der fehlenden Suspension und Art der Einspannung des Prüflings (ballig) ungeeignet und praxisfremd. Zudem kann bei dieser Anordnung die für die Prüfung erforderliche genau definierte Belastung kaum mit ausreichender Genauigkeit erreicht werden (Reibung, Fertigungstoleranzen bei den Bauteilen).

Es ist weiter bekannt:

2. DE-PS 3 80 345: Dieses Gerät entspricht von seiner Konzeption her nicht den Forderungen für die Prüfung von beispielsweise Papiermaschinensieben, da bei diesem Gerät der Prüfling nur durch Reibung mit einem ihn umgebenden Schleifmittel abgenutzt wird. Für die Prüfung von Papiermaschinensieben ist jedoch die Reibung des Siebes gegen anderen Körper (in der Praxis gegen den Saugerbelag) unter Anwesenheit des suspensionsförmigen abrasiven Materials (in der Praxis beispielsweise Kaolin) erforderlich.

Es ist letztlich bekannt:

3. DE-PS 8 32 806: Hierzu kann das gleiche wie zu 1. gesagt werden.

4. Ein weiteres Gerät ist unter der Bezeichnung »Valley-Tester« bekannt, es kommt aus dem angelsächsischen Raum. Dieses Gerät wurde speziell für die Prüfung von Papiermaschinensieben entwickelt. Geräteaufbau: Ein Kunststoffklotz reibt unter Belastung mit hin- und hergehender Bewegung auf einem eingespannten Sieb in einem Suspensionsbehälter. Der KunstStöffklotz muß nach einer gewissen Anzahl von Versuchen an der Reibfläche nachgearbeitet werden (Bearbel· lungsgenaiiigkeit). Die Suspension wird umgepumpt, es erfolgen Ablagerungen und Absetzungen von Partikeln des abrasive» Materials, dadurch infolge Verdünnung der Suspension scheinbar geringere Abrasion. Aus diesen Gründen können mit diesem Gerät keine

reproduzierbaren Versuchsergebnisse erzielt werden, die Versuchsgenauigkeit ist nicht ausreichend. Die Versuchskosten sind vielfach höher als bei dem angemeldeten Gerät.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß die als Stand der Technik bekannten unter 1 bis 4 beschriebenen Geräte entweder wegen ihrer Aufgabenstellung oder ihrer technischen Ausgestaltung und ihrer Versuchsgenauigkeit für die Prüfung von Papiermaschinensieben, Füllstoffen, Saugerbelägen u. ä. ungeeignet sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Abrasionstest an Füllstoffen, Sieben, Belägen u. ä. unter praxisnahen Bedingungen mit einem einfach zu bedienenden Gerät schnell und kostengünstig mit ausreichender Genauigkeit und Reproduzierbarkeit durchführen zu können.

Diese Aufgabe wurde mit dem Abrasionstestgerät gemäß den Kennzeichnungsmerkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Das Gerät ist seit mehreren laiiren bei einem repräsentativen Teil der europäischen und i;> zunehmendem Maß außereuropäischen Keramik-, Siebtuch- und Papierindustrie und einschlägigen Forschungsinstituten im Einsatz und hat bei den gewerblichen Anwendern zu teilweise erheblichen wirtschaftlichen Vorteilen geführt. Sowohl Lieferant als auch Abnehmer haben damit verbindlich anerkannte Prüfmöglichkeiten.

Die diesem Gerät eigene Prüfmethode im Merkblatt V/27.5/75 des Vereins der Zellstoff- und Papier-Chemiker und -Ingenieure festgelegt und damit von der einschlägigen Industrie als verbindlich anerkannt worden.

Die Aufgabe wird vorteilhaft dadurch gelöst, daß sich ein Prüfkörper unter einer definierten Belastung auf einer eingespannten Prüffläche bei Anwesenheit von einer Suspension von Füllstoffen oder anderer körniger Materialien eine bestimmte Zeitdauer lang dreht bzw. eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen durchführt. Durch Wägpng des Prüfkörpers, der Prüffläche oder beider vor und nach dem Versuch wird die Abrasion festgestellt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen Blätter 1—3 dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

B I a 11 I das komplette Abrasions! 'stgerät,

B 1 a 11 2 die Mitnehmerklaue und den Prüfkörper vergrößert,

B I a 11 3 den Testzylinder vergrößert.

Das Abrasionstestgerä: besteht aus einem elektromotorisch angetriebenen Rührkopf mit Antriebswelle 1. Stab 2, Kupplungsstift 3, Z'isatzgewicht 4, Mitnehmerklaue 5 mit Haltefedern 6. Prüfkörper 7 und dem Testzylinder = Suspensionsbehälter mit Bodenplatte 8, Spannrohr 9, Dichtring 10, Überwurfmutter 11, Zylinder 12und Prüffläche 13.

Der Stab 2 ist in der Antriebswelle 1 mit engem Spie! axial leicht verschiebbar geführt, so daß die Belastung, bestehend aus Stab 2, Zusatzgewicht 4, Mitnehmerklaue 5 und Prüfkörper 7 praktisch verlustlos nach unten wirken kann. In gekuppeltem Zustand greift der durch den Stab 2 gehende Kupplungsstift 3 in einen in der als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle 1 eingearbeiteten Schlitz, wodurch auch in gekuppeltem Zustand eine ausreichende axiale Verschiebbarkeit gewährleistet ist, was für eine einwandfreie Übertragung der Belastung erforderlich ist. Unten am Stab 2 befindet sich die abnehmbare Mitnehmerklaue 5, in der der Prüfkörper 7 aufgenommen wird. Die Mitnehmerklaue 5 ist derart ausgebildet, daß der Prüfkörper 7 nur mit einer kleinen Fläche zentrisch berührt wird, damit sich der Prüfkörper 7 auf Fluchtfehler oder kleine Unebenheiten der Prüffläche 13 einstellen kann. Seitlich an der Mitnehmerklaue 5 sind Haltefedern 6 angebracht. Diese verhindern ein Herausfallen des P.^ikörpers 7 beim Einführen in den Testzylinder, sind jeüodi so gestaltet, daß sie die Einstellbarkeit des Prüfkörpers 7 gegen die Prüfflächc 13 nicht beeinträchtigen. Der Prüfkörper 7

2' berührt die Prüffläche 13 linienförmig, wenn er als Rundzyl;nder ausgeführt ist.

Der Prüfkörper 7 besteht entweder aus einem zylindrischen runden Kern mit einem Schlauch- oder Rohrüberzug oder aus zylindrischem Vollmaterial.

so Schlauch- oder Rohrüberzug oder Vollmaterial bestehen entweder aus dem zu prüfenden Material oder aus anderem für den Versuch geeigneten Material, falls nur die untenliegende Prüffläche 13 zu untersuchen ist. Der Prüfkörper 7 kann auch anstatt der runden Form eine

i*i andere, beispielsweise eine vieleckige haben, wenn dies für den Abrasionstest erforderlich oder zweckmäßig ist.

Der Testzylinder = Suspensionsbehälter besteht aus

einer Bodenplatte 8, Spannrohr 9, Dichtring 10.

Überwurfmutter 11 und Zylinder 12. Die Prüffläcfie 13,

μ bestehend aus dem zu prüfenden Material, siebförmig oder Vollmalerial, wird in die Bodenplatte 8 eingelegt und mit Spannrohr 9 und Überwurfmutter 11 plan eingespannt. Der radial wirkende Dichtring 10 verhindert ein Austreten der Suspension auch bei verschieden

4) dicken Prüfflächen 13.

Bei geeigneter Gestaltung und Dimensionierung des Testzylinders erfolgt durch die Drehbewegung des Prüfkörpers 7 eine ständige Durchmischung der Suspension, so daß Absetzungen und Ablagerungen von

V) Materialpartikeln vermieden werden. Dies ist neben der einwandfrei definieiten Belastung von entscheidender Bedeutung für eine genaue und reproduzierbar*: Abrasionsprüfung.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Abrasionstestgerät zur Ermittlung der Abrasion

an Sieben, Saugerbelägen und Druckplatten, die durch Füllstoffe oder andere körnige Materialien hervorgerufen wird, mit einem elektromotorisch angetriebenen, belasteten Prüfkörper in einem Suspensionsbehälter, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale: ι ο

a) In einer als Hohlwelle ausgebildeten Antriebswelle (1) ist ein Stab (2) gelagert, der am oberen Ende mittels eines Kupplungsstiftes (3) axial verschieblich mit der Antriebswelle (1) verbunden ist und an dessen unterem Ende über eine Mitnehmerklaue (5) mit Haltefedern (6) ein Prüfkörper (7) gegenüber einem Prüfling (13) angeordnet ist;

b) am oberen Ende des Stabes (2) ist zur Erreichung einer definierten Gesamtbelastung ein Zusatzgewicht (4) angeordnet;

c) der Prüfling (13), auf dem der Prüfkörper (7) mit definierter Belastung reibt, ist in der Bodenplatte (8) als Teil des Suspensionsbehälters (12) fest eingespannt; 2ί

d) der Prüfkörper (7) besteht aus einem zylinderförmigen Drehkörper mit schlauch- bzw. rohrförmigem Überzug aus vorgebbarem Material.

2. Abrasionstestgerät nach Anspruch 1, dadurch in gekennzeichnet, daß der Prüfkörper aus zylindrischem rundem Vollmaterial besteht.

3. Abrasionstestgerat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß de; Prüfkörper (7) eine zylindrische, vieleckige Form besitzt. ^

4. Abrasionstestgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmerklaue (5) den Prüfkörper (7) oben nur mit einer kleinen Fläche berührt.

5. Abrasionstestgerat nach Anspruch 1, dadurch ■«> gekennzeichnet, daß die Haltefedern (6) derart ausgebildet sind, daß sie die Einstellbarkeit des Prüfkörpers (7) gegenüber der Prüffläche (13) nicht behindern.

6. Abrasionstestgerat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Prüffläche (13) in der Bodenplatte (8) beispielsweise mittels Spannrohr (9) und Überwurfmutter (11) plan eingespannt wird.

7. Abrasionstestgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannrohr (9) gegen die w Bodenplatte (8) mit einer radial wirkenden Dichtung abgedichtet ist. beispielsweise mit Dichtring (10).