DE2228415A1

DE2228415A1 - Ritzharteprufer

Info

Publication number: DE2228415A1
Application number: DE19722228415
Authority: DE
Inventors: Jakobus Koblenz Aargau Heetman (Schweiz)
Original assignee: Lonza AG
Current assignee: Lonza AG
Priority date: 1971-06-14
Filing date: 1972-06-10
Publication date: 1972-12-21
Also published as: CA956475A; US3785198A; CH525486A; SE379425B; BE784852A; FR2142456A5; IT959150B; NL7208117A; GB1368200A

Description

PATENTANWÄLTE

Dr. Andrej cv/sici
Dr.-Ing. Xionke

Oips

Essen, Theaterplata 3
Telefon 223954

IQITZA AG-, Gampel/Wallis (Geschäftsleitung: Basel)

Ritzhärteprüfer

Die Erfindung betrifft einen Ritzhärteprüfer, "bei dem über eine von zwei- ebenen, parallelen Flächen eines Probekörpers eine Prüfspitze geführt wird, die in Richtung auf diese Fläche belastet und in dieser Richtung beweglich angeordnet ist.

Bei der bekannten Ritzhärtebestimmung nach Martens gilt als Masseinheit für die Härte des Probestückes diejenige Belastung der Prüfspitze (Ritzdiamant) in Gramm, die eine Ritzbreite von 0,01 mm erzeugt. Diese bei Metallen angewandte Härtebestimmung erfordert eine mikroskopische Messung der Ritzbreite.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere die Härte weicher Materialien, vorzugsweise von Kunststoffen, auf einfachere Weise zu bestimmen.

Dies wird mit dem erfindungsgemässen Ritzhärteprüfer dadurch erreicht, dass eine Bahn, längs welcher die Prüfspitze und eine Aufnahmefläche für den Probekörper, an welcher die andere seiner beiden ebenen, parallelen Flächen anzuliegen bestimmt ist, relativ

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zueinander bewegbar sind, um die Prüfspitze über die erstgenannte Fläche des Probekörpers zu führen, einen spitzen Winkel mit der Aufnahmefläche einschliesst, und dass die Prüfspitze durch die mit zunehmender Auslenkung aus seiner Ruhelage zunehmende Kraft eines Pendels belastet ist.

Bei der Härteprüfung mit diesem Ritzhärteprüfer ändert sich die Belastung der Prüfspitze kontinuierlich, während diese über die zu prüfende Probenoberfläche geführt wird. Die Härte kann dann nach der Belastung der Prüfspitze beurteilt werden, die erforderlich ist, um die Probenoberfläche zu ritzen. Darüber hinaus kann an der Spur, welche die Prüfspitze an der Probenoberfläche erzeugt, auch beispielsweise die Belastung, welche zu einer plastischen Verformung führt und die Belastung, bei welcher ein Span geschnitten wird, festgestellt werden, was eine differenziertere Prüfung, insbesondere von Kunststoffen, ermöglicht.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes anhand der beiliegenden schematischen Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 einen Aufriss und

Fig. 2 einen Grundriss eines Ritzhärteprüfers.

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Der dargestellte Ritzhärteprüfer hat einen Wi nkelhe"bel 1, 2 der in einem ortsfesten Wälzlager 3 gelagert ist. Bin Hebelarm 1 erstreckt sich nach unten, trägt ein Gewicht 4 und "bildet zusammen mit.diesem ein Pendel. Das Gewicht 4 ist am Arm 1 verschiebbar und mittels einer Klemmschraube 5 fixierbar. Der andere Arm 2 schliesst mit dem Arm 1 einen rechten Winkel ein, ist horizontal abgewinkelt und trägt am freien Ende eine Prüfspitze 6. Für Ritzhärteprüfungen an.Kunststoffen ist als Prüfspitze ein Saphir geeignet, wie solche zum Abspielen von Langspielplatten verwendet werden. Ein Schlitten 7 ist an ortsfesten !Führungen 8 verschiebbar und hat eine Aufnahmefläche 9 für eine Kunststoffolie 10, deren Ritzhärte bestimmt werden soll. Die Aufnahmefläche 9 schliesst einen spitzen Winkel (z.B. 10°) mit den Führungen 8 ein.

Wenn der Schlitten 7 aus der ausgezogen dargestellten Lage in Richtung des Pfeiles 11 verschoben wird, hebt die auf dem Schlitten angebrachte Kunststoffolie 10 die Prüfspitze 6 an, wobei das Pendel 1, 4 in Richtung des Pfeiles 12 ausschlägt, wie in Fig. 1 strichpunktiert angedeutet. Die dabei auftretende Kraft, welche bestrebt ist, das Pendel 1, 4 in die in Fig. 1 ausgezogen dargestellte Lage zurückzuführen, erzeugt ein Drehmoment am Winkelhebel 1, 2, das die Prüfspitze 6 umsomehr in Richtung auf die Kunststoffolie 10 belastet, je^rösser der Ausschlag des Pendels 1, 4 ist, d.h., je weiter der Schlitten in Pfeilrichtung 11

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verschoben ist. Folglich nimmt die Kraft, mit welcher die Prüfspitze 6 auf die Kunststoffolie 10 drückt, kontinuierlich zu, wenn der Schlitten 7 in Pfeilrichtung 11 verschoben wird.

Dabei hinterlässt die Prüfspitze auf der Kunststoffprobe eine Spur, die zuerst eine Druckspur (plastische Verformung) später eine Ritzspur und schliesslich eine durch Spanabnahme gebildete Spur ist. Zu jeder Stelle der Spur kann die Belastung der Prüfspitze z.B. aus den Hebellängen, dem Pendelgewicht und dem Pendelausschlag berechnet oder mittels einer am freien Ende des Armes 2 angesetzten Federwaage bestimmt werden. Zweckmässig trägt die Aufnahmefläche Skalen 13 (Fig. 2), an denen die an den den Skalenstrichen entsprechenden Stellen der Kunststoffolie 10 auftretende Belastung der Prüfspitze 6 ablesbar ist. Jeder Skala ist eine durch eine Markierung 14 (Fig. .1) bezeichnete Stellung des Gewichts 4 am Hebelarm 1 zugeordnet. Auch können derartige, jedoch nicht am Prüfgerät befestigte Skalen zur Auswertung der Ritzhärteprüfung auf die Kunststoffolie gelegt werden, nachdem diese vom Ritzhärteprüfer entfernt wurde.

Die Länge des Hebelarmes 2, die Lage der Achse des Winkelhebels 1, 2 und dessen Winkel sind so zu wählen, dass die Fläche sowohl in der einen als auch in der anderen Endstellung des Schlittens 7 möglichst spitzwinklig zur Hebelachse verläuft, so dass die Prüfspitze 6 stets annähernd rechtwinklig zur Fläche 9 belastet ist. Diese Bedingung ist umso besser erfüllbar, je länger der Arm 2 ist. 20985 2/0724

Für verschiedene Messbereiche kann ausser der bereits erwähnten Verstellung des Gewichtes 4 der Winkel zwischen der Fläche 9 und den Führungen 8 einstellbar sein.

Die Probenoberfläche, deren Härte zu bestimmen ist, muss sauber sein, sie darf keinen Film mit Schmiermitteleigenschaft aufweisen.

Um die Ritzhärte der Probenoberfläche bei anderen Temperaturen als der Raumtemperatur prüfen zu können, kann die Aufnahmefläche 9 heizbar oder auch kühlbar sein.

Um die Gleichmässigkeit der Ritzhärte an einer Probenoberfläche zu prüfen, können nacheinander oder gleichzeitig mehrere Spuren parallel zueinander hergestellt werden, indem der Winkelhebel nach Aufzeichnung einer Spur in Richtung seiner Drehachse verschoben wird, um eine weitere Spur aufzuzeichnen, oder indem der beschriebene Ritzhärteprüfer mit mehreren Winkelhebeln mit Pendelgewicht und Prüfspitze ausgerüstet wird. Bei einer Ausführung mit mehreren Winkelhebeln können deren Pendelarme verschieden lang und/oder deren Pendelgewichte verschieden schwer sein, um gleichzeitig in mehreren Bereichen der Prüfspitzenbelastung zu prüfen.

Die Verschiebung des Schlittens 7 erfolgt zweckmässig durch einen Motorantrieb mit Zahnrad und Zahnstange oder mit Gewindespindel, z.B. mit einer Geschwindigkeit von 30 cm pro Minute .

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Claims

Patentansprüche

(IJ Ritzhärteprüfer, "bei dem über eine von zwei ebenen, parallelen Flächen eines Probekörpers eine Prüfspitze geführt wird, die in Richtung auf diese Fläche belastet und in dieser Richtung beweglich angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bahn (8) längs welche die Prüfspitze (6) und eine Aufnähmefläche für den Probekörper (lO), an welcher die andere seiner beiden ebenen, parallelen Flächen anzuliegen bestimmt ist, relativ zueinander bewegbar sind, um die Prüfspitze (6) über die erstgenannte Fläche des Probekörpers zu führen, einen spitzen Winkel mit der Aufnahmefläche einschliesst, und dass die Prüfspitze (6) durch die mit zunehmender Auslenkung aus seiner Ruhelage zunehmende Kraft eines Pendels (1,4) belastet ist.
2. Ritzhärteprüfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen längs einer Bahn (8) beweglichen Träger (7) mit der Aufnahmefläche für den Probekörper.
3. Ritzhärteprüfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmefläche des Trägers einen einstellbaren Winkel mit der Bewegungsbahn des Trägers einschliesst.
4· Ritzhärteprüfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger ein auf Schienen (3) verschiebbarer Schi it "hen (7) ist,
5. Ritshärfceprlifer nach /ui.-pruon ■', dadurch t^ekennz^:...:■ imet, dupdie Aufnahmefläche der; Trä^;ero uii2: .u¹ ".r_d/oder i-O.hlb-.a¹ u:t,

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6. Ritzhärteprüfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pendelgewicht (4) längs des Pendelarmes (l) verstellbar ist.
7. Ritzhärteprüfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Winkelhebel (1,2), dessen einer Arm (l) ein Gewicht (4) trägt und das Pendel "bildet, und an dessen anderem Arm {2) die Prüfspitze (6) befestigt ist.
8. Ritzhärteprüfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Pendel in Richtung der Pendelachse verschiebbar ist, zur aufeinanderfolgenden Aufzeichnung mehrerer nebeneinanderliegender Prüfspuren auf der Probenoberfläche.
9. Ritzhärteprüfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mehrere koaxial oder achsparallel nebeneinander angeordnete, je eine Prüfspitze belastende Pendel zur gleichzeitigen Aufzeichnung mehrerer Prüfspuren auf der Probenoberfläche.

Pur LOHZA AG Der Vertreter

K/mb-4427
26.5.72

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