DE858147C - Verfahren und Einrichtungen zur Bestimmung der Haerte insbesondere von koernigen Stoffen, wie Schleifscheiben - Google Patents

Description

• Verfahren und Einrichtungen zur Bestimmung der Härte insbesondere von körnigen Stoffen, wie Schleifscheiben Der übliche Eindruckversuch zur Bestimmung der Härte liefert in manchen Fällen keine befriedigende Kennzeichnung eines Stoffes. Dies gilt insbesondere für Stoffe, die sich aus verschiedenen Komponenten zusammensetzen oder eine körnige Struktur besitzen, wie z. B. Schleifkörper aller Art.
• Man begnügt sich in diesem Fall bis heute mit der subjektiven Beurteilung der zur Heraussprengung einzelner Körner aus ihrer Bindung nötigen Kraft, etwa mit Hilfe eines Stichels. Verschiedene Vorrichtungen zur Mechanisierung dieses Prüfvorganges sind vorgeschlagen worden. So wird ein Werkzeug mit bestimmter Kraft gegell den zu priifenden Körper gedrückt unter gleichzeitiger Rotation oder oszillierender Bewegung. Auch sind Einrichtungen bekannt, bei denen ein Meißel oder eine Stahlnadel schlagartig auf den Körper auftrifft, wobei aus der Eindringtiefe auf die Güte des Stoffes geschlossen wird. Dieser Vorgang wird bei anderen Einrichtungen mehrere Male wiederholt, etwa durch Anheben des Werkzeugs mit Hilfe eines Nockens. Kennzeichnend für alle diese Einrichtungen ist, daß durch einen einzigen oder verhältnismäßig wenige Stöße, Schläge, Schabebewegungen einzelne Teile gewaltsam abgesprengt werden.
• Gemäß vorliegender Erfindung wird auf ein unter statischem Druck gegen die Prüfstelle gepreßtes Werkzeug cine schnell wechselnde Kraft auf- gebracht. Aus der Zusammenwirkung der statischen Vorlast und dieser dynamischen Zusatzbelastung entsteht eine schnell pulsierende Kraft. Unter der Wirkung dieser pulsierenden Kraft werden die einzelnen Teilchen des Prüfkörpers nicht wie bisher gewaltsam herausgerissen, sie werden vielmehr allmählich durch die sich summierende Wirkung kleiner aber sehr vieler Impulse losgerüttelt. Je nach der Dauerfestigkeit bzw. Zeitfestigkeit z. B. der einzelnen Körner einer Schleifscheibe in ihrer Bindung dringt das Werkzeug allmählich in den zu prüfenden Körper ein unter weitgehender Nachahmung der im praktischen Schleifbetrieb auftretenden Verhältnisse.
• Dem Werkzeug wird hierbei ferner in an sich bekannter Weise eine rotierende oder oszillierende Bewegung um die Längsachse erteilt, wodurch die Beseitigung des entstehenden Staubes etwa durch ein Preßluftgebläse erleichtert wird. Auch kann bei einem Naßversuch das Bohrloch durchgespült werden.
• In Abb. 1 und 2 sind zwei verschiedene Ausführungsformen dargestellt.
• In Abb. 1 wird die Zentrifugalkraft rotierender, exzentrischer Massen zur Erzeugung der dynamischen Kräfte benutzt. Es stellt l eine Welle dar, die in passenden Führungen des Gehäuses, angedeutet durch 2, sich bewegen kann. Diese Welle trägt eine Fundamentplatte zur Aufnahme des Motors 3, auf dessen Wellenstümpfen die beiden exzentrisch angeordneten Massen 4 sitzen. Der Strom für diesen Motor wird durch die Schleifringe 5 zugeführt. Auf der Welle 1 ist ferner ein Zahnrad 6 befestigt, dem durch ein Ritzel 7 eine rotierende oder oszillierende Bewegung erteilt wird.
• Mit Hilfe von Zusatzgewichten 8 kann der statische Druck gegen den Prüfkörper eingestellt werden.
• Die Meßuhr 9 dient zur Ermittlung der senkrechten Verschiebung der Welle 1. Der auswechselbare Meißel 10 überträgt die Beanspruchungen auf den Prüfkörper 11.
• Zur Durchführung einer Messung wird die Einrichtung auf die Prüfstelle abgesenkt und die Meßuhr 9 auf Null gestellt. Wird der Strom zum Elektromotor 3 eingeschaltet, so treten pulsierende Kräfte auf, unter deren Wirkung sich der Meißel allmählich in die zu prüfende Stelle eingräbt. Bei gleichzeitiger Drehung des Meißel entsteht ein Loch, dessen Tiefe an der Meßuhr 9 abzulesen ist.
• Durch das Preßluftgebläse wird hierbei der entstehende Staub entfernt.
• Für laufende Betriebsmessungen besonders geeignet ist die in Abb. 2 dargestellte Einrichtung.
• Hier sitzt auf der Fundarnentpiatte eine elektromagnetische oder elektrodynamische Vorrichtung, schematisch dargestellt durch den Elektromagneten 12. Dieser arbeitet auf einen Anker 13, der seinerseits elastisch an dem Federglied 14 aufgehängt ist. Die übrige Einrichtung entspricht derj,enigen von Abb. l und ist im einzelnen nicht gezeichnet.
• Wird dieser Elektromagnet mit Wechselstrom beschickt, so führt der Anker entsprechende Schwingungen aus, wodurch dynamische R>eaktionskräfte entstehen. Vorteilhaft wird dieses schwingende System in Selhststeuerung betrieben, wobei durch eine Unterbrechervorrichtung der Strom einer Gleichstromquelle gesteuert wird. Auf diesle Weise sind sehr schnelle Kraftimpulse mit Tonfrequenz zu erzeugen, wodurch eine sehr schnelle Prüfung möglich wird.
• Zur Gewinnung von Kennwerten sind zwei Wege möglich. Der erste Weg besteht darin, daß die entstehende Eindringtiefe des Werkzeugs nach Ablauf einer bestimmten Zeit oder nach Aufbringung einer bestimmten Lastwechselzahl an der Meßuhr abgelesen wird. Dieser Wert ist um so größer, je weicher der Stoff ist; er gibt also die Weiche an.
• Durch Druckknopfschaltung kann dieser Vorgang selbsttätig ablaufend gestaltet werden, so daß nach einer bestimmten Zeit die Einrichtung automatisch abgeschaltet wird.
• Der zweite Weg besteht darin, daß man umgekehrt die Zeit ermittelt, dile zur Erzielung eines Loches bestimmter Tiefe nötig ist. Je härter der Stoff ist, desto größer ist auch diese Zeit, so daß hierdurch unmittelbar mit der Härte gleichlaufende Kennwerte erhalten werden. Auch dieser Meßvorgang kann automatisch gestaltet werden, derart, daß nach Erreichten einer bestimmten Eindringtiefe ein Kontakt ausgelöst wird, wodurch die Einrichtung stillgesetzt wird. Gleichzeitig hiermit wird eine bei Beginn des Versuches ausgelöste Stoppuhr stillgesetzt.
• Im allgemeinen genügt ein einziger Versuch zur Unterscheidung verschiedener Körper. Zur voll ständigen Charakterisierung sind jedoch Versuche mit verschiedenen Beanspruchungen durchzuführen.
• Hierdurch werden Kurven gewonnen, die den Wöhlerlinien bei der dynamischen Prüfung von Werkstoffen entsprechen. Bei bekannter Korngröße kann hierbei die Anzahl der Lastwechsel angegeben werden, die unter den verschiedenen Beanspruchungen zur Losrüttelung eines Kornes bzw. einer Kornschicht erforderlich ist. Besonders beim Vergleich von Schleifkörpem verschiedenartiger Bindung sind solche systematische Versuche über einen größeren Belastungsbereich erforderlich, da die sich ergebenden charakteristischen Kurven sich schneiden können. Zwei verschiedene Scheiben können daher je nach den auftretenden Beanspruchungen in ihrer Rangfolge sich umkehren.

Claims (6)

1. PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Bestimmung der Härte insbesondere von körnigen Stoffen, wie Schleifscheiben, bei dem ein Werkzeug mit statischer Last unter gleichzeitiger Drehung oder Oszillation auf die Prüfstelle einwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Werkzeug schnelle dynamische Kräfte überlagert werden, so daß dieses unter der Wirkung der entstehenden pulsierenden Kräfte in die Oberfläche des zu prüfenden Körpers eindringt und aus dem Maß des Eindringens auf die Güte geschlossen wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeiehnet, daß die Härte des Stoffes bei verschiedenen Belastungen gemessen wird.
3. 3. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dynamisehen Kräfte durch Rotation exzentrischer Massen erzeugt werden.
4. 4. Einrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine elektromagnetische bzw. elektrodynamische Einrichtung vorgesehen wird, die auf einen federnd gelagerten Anker einwirkt.
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Zeitschalter nach Ablauf einer bestimmten Zeit die Anordnung stillgesetzt wird und aus der entstandenen Eindringtiefe des Werkzeugs auf die Härte geschlossen wird.
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch einen Kontakt nach Erreichen einer bestimmten Eindringtiefe die Anordnung stillgesetzt wird und aus der an einer gleichzeitig betätigten Stoppuhr abzulesenden Zeit auf die Härte geschlossen wird.