DE3741992C2

DE3741992C2 - Verwendung einer Prüfeinrichtung zur Ermittlung des Widerstandes gegen schneidende Verschleißbeanspruchung

Info

Publication number: DE3741992C2
Application number: DE19873741992
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Schnell; Hasso Dipl Ing Tonn
Original assignee: Phoenix AG
Current assignee: Phoenix Conveyor Belt Systems GmbH
Priority date: 1987-12-11
Filing date: 1987-12-11
Publication date: 1995-12-21
Anticipated expiration: 2007-12-12
Also published as: DE3741992A1

Description

Die Erfindung betrifft die Verwendung einer Prüfeinrichtung mit einem Pendelschlagwerk.

Es sind Prüfeinrichtungen bekannt, mit denen Hilfe man eine Vielzahl von Verschleißprüfungen durchführen kann. Meistens basieren sie darauf, einen mehr oder weniger komplexen Verschleißvorgang mit Hilfe einer geeigneten Labor- Prüfeinrichtung in seiner Gesamtheit zu simulieren, ohne dabei die einzelnen Elemente des tribologischen Beanspruchungskollektives voneinander getrennt zu analysieren.

Zu erwähnen sind in diesem Zusammenhang beispielsweise die DIN-Normen 52 108, 51 963, 53 516 oder 53 528. Kennzeichen dieser Prüfmethoden ist, daß die Verschleißpartner unter definierten Bedingungen sich relativ zueinander bewegen, wobei die Anpreßkräfte, Bewegungsrichtung, Bewegungsgeschwindigkeit, Oberflächenbeschaffenheit und die Dauer der Prüfung bzw. Länge des Verschleißweges die das Ergebnis bestimmenden Parameter darstellen. Dabei werden bestimmte, z. B. dynamische Beanspruchungsparameter, wie sie beispielsweise beim Prallverschleiß abrasiver Materialien auftreten können, im allgemeinen nicht berücksichtigt.

Das Ergebnis dieser Prüfungen, der Verschleißbetrag, wird allgemein als linearer Verschleißbetrag (z. B. Schichtdickenänderung), volumetrischer Verschleißbetrag (z. B. Volumensabtrag) oder als gewichtsmäßiger Verschleißbetrag (z. B. Gewichtsänderung der Probe) ausgedrückt. Besondere, den Verschleiß bestimmende Materialeigenschaften werden bei diesen Prüfmethoden nicht gemessen.

Aus den Druckschriften DE-AS 10 64 736, DE-AS 11 50 533, US 34 35 658 und DE-Z (R. W. Löhr und H. Goeb, Neue Meßeinrichtung zur Ermittlung von Kraft-Weg-Zeit- Schaubildern beim Kerbschlagbiegeversuch, GIT Fachzeitschrift für das Laboratorium, Oktober 1976, Seiten 1067-1074 sind Schlagwerke, vorwiegend Pendelschlagwerke zur Ermittlung des Widerstandes von Prüflingen gegen Beanspruchung bekannt.

Solche Materialeigenschaften können z. B. der Eindringwiderstand eines Werkstoffs gegenüber Fremdkörpern und der Schnittwiderstand eines Materials sein, wobei es erforderlich sein kann, die besonderen dynamischen Bedingungen eines tribologischen Systems in das Prüfverfahren zu implementieren, um zu praxisrelevanten Prüfergebnissen zu kommen.

Verschleißvorgänge entstehen durch das Einwirken von Beanspruchungskollektiven auf die Elemente eines tribologischen Systems und äußern sich in energetischen und stofflichen Wechselwirkungen zwischen diesen. Diese Elemente werden ganz allgemein als Grundkörper, Gegenkörper, eventuell Zwischenstoff und Umgebungsmedium bezeichnet. Je nach Art der tribologischen Beanspruchung werden die verschiedenen Verschleißarten klassifiziert.

Grundüberlegung des Prüfprinzips ist, daß, um diesen Verschleißmechanismus zu ermöglichen, ein Körper - der Gegenkörper - in die Oberfläche des Grundkörpers eindringen muß. Ist der Widerstand des Grundkörpers gegenüber dem Eindringen des Gegenkörpers hoch, wird der zu erwartende Verschleiß geringer sein als bei einem Grundkörper, dessen Widerstand gegen Eindringen des Gegenkörpers niedrig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Eindringwiderstand unter dem Gesichtspunkt des Schnittwiderstandes und den geltenden dynamischen Randbedingungen meßtechnisch zu erfassen und zu registrieren. Gelöst wird diese Aufgabe durch die Verwendung einer Prüfeinrichtung gemäß Anspruch 1.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Prüfeinrichtung bzw. des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 5 genannt.

Die erfindungsgemäße Anordnung von Grundkörper und Gegenkörper ermöglicht die Messung des Schnittwiderstandes. Zu diesem Zweck wird der Grundkörper horizontal unter dem Pendel angeordnet und stützt sich nicht auf dem Pendelamboß ab. Der Gegenkörper, z. B. eine Messerklinge, hat seine längste Ausdehnung in Richtung der Pendelachse. Im Pendelkopf befindet sich eine elektrische Kraftmeßeinrichtung, über die sich der Gegenkörper abstützt.

Die Haltevorrichtung für die Grundkörperprobe ist in vertikaler Richtung beweglich, so daß die Einschnittiefe exakt vorherbestimmt werden kann. Außerdem kann die Grundkörperprobe unter Spannung in Normalrichtung zum Einschnitt gesetzt werden. Diese Spannung kann auch dadurch erzeugt werden, daß die Grundkörperprobe über einen definierten Radius gebogen wird. Mit Hilfe der im Pendelkopf befindlichen Kraftmeßeinrichtung kann der zeitliche Verlauf der Schnittkraft gemessen und mit einem geeigneten Registriergerät aufgezeichnet werden. Eine weitere Meßeinrichtung gestattet die Messung und Registrierung der Schnittlänge. Schnittkraft und Schnittlänge gestatten eine einwandfreie quantitative Bewertung des Schnittwiderstandes bei vorgegebener Schnittenergie, repräsentiert durch die Fallhöhe und Masse des Pendels.

Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf schematische Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Kraftmeßeinrichtung im Zusammenwirken mit einer Wegmeßeinrichtung;

Fig. 2 zwei Varianten (a, b) der Spannvorrichtung;

Fig. 3 zwei Diagramme hinsichtlich des Schnittwider standes.

Dabei gilt in Verbindung mit den Fig. 1 und 2 folgende Bezugsziffernliste:

Bezugszeichenliste

1 Grundkörper
2 Gegenkörper
3 Kraftmeßeinrichtung
4 Spannvorrichtung
5 Wegmeßeinrichtung
6 Pendel

Das Diagramm nach Fig. 3 zeigt bezüglich des Schnittwiderstandes den Reaktionskraft-Zeit-Verlauf (Ordinate: Reaktionskraft K; Abszisse: Zeit) und den Schnittlänge-Zeit-Verlauf (Ordinate: Schnittlänge L; Abszisse: Zeit) zweier Materialproben (1) und (2).

Claims

1. Verwendung einer Prüfeinrichtung, bestehend aus

a) einem Pendelschlagwerk mit Pendelamboß als Grundelement,
b) einem Grundkörper (1) als Materialprobe,
c) einem Gegenkörper (2), der die Hammerfinne ersetzt,
d) einer Kraftmeßeinrichtung (3),
e) einer Spannvorrichtung (4) für den Grundkörper (1) und
f) einer Wegmeßeinrichtung (5)

zur Ermittlung des Widerstandes gegen schneidende Verschleißbeanspruchung, wobei

g) die Spannvorrichtung (4) für den Grundkörper (1) in vertikaler Richtung beweglich ist,
h) die Oberfläche des Grundkörpers (1) unter Spannung in Normalrichtung zur Längsten Ausdehnung des Gegenkörpers (2) gesetzt ist und der Grundkörper (1) horizontal unter dem Pendel angeordnet ist und sich nicht direkt auf dem Pendelamboß abstützt,
i) die Kraftmeßeinrichtung (3) zur Messung des zeitlichen Verlaufs der Schnittkraft vorgesehen ist und
j) die Wegmeßeinrichtung (5) zur Messung der Schnittlänge als Funktion der Zeit verwendet wird.

2. Verwendung einer Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) in eine Vorrichtung eingespannt und gedehnt wird.

3. Verwendung einer Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (1) um eine definierte Oberflächenkontur des Pendelambosses gebogen und fixiert wird.

4. Verwendung einer Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als Gegenkörper (2) Nadelspitzen, Messerschneiden, Rasierklingen, definierte Körperkanten oder Ecken, Glassplitter oder Kugelkalotten eingesetzt werden.

5. Verwendung einer Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Kraftmeßeinrichtung (3) im Pendelkopf oder Pendelamboß befindet.