DE858146C

DE858146C - Device for hardness testing of grinding bodies, natural and artificial stones, building materials and the like. like

Info

Publication number: DE858146C
Application number: DEP5399A
Authority: DE
Inventors: Gotthold Dr-Ing Pahlitzsch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1951-04-17
Filing date: 1951-04-17
Publication date: 1952-12-04

Description

Vorrichtung zur Härteprüfung von Schleifkörpern, Natur- und Kunststeinen, Baustoffen u. dgl.Device for hardness testing of grinding tools, natural and artificial stones, Building materials and the like

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Gerät zur Prüfung der Härte vornehmlich von Schleifscheiben und ähnlichen Schleifwerkzeugen wie auch von Hartstoffen aller Art. Bekanntlich bestehen Schleifkörper aus dcnl eigentlichen Schleifmittel in Form von Körnerii z.B. aus Korund oder Siliciumkarbid usw, und einer diese Körner zusammenhaltenden Bindemasse mineralischer, keramischer oder organischer Art. Je nach der Zusammensetzung der Bindung wie auch nach dem Mischungsverhältnis von Korn zu Bindung, ferner auch nach Kornart, Korngröße und Kornform, erhält man Schleifkörper verschiedener Härte, wobei man hier unter Härte nicht die physikalische Härte versteht, sondern den Widerstand, den die Bindung dem Ausbrechen der Schleifkörner aus deren Verband bei einer Beanspruchung derselben entgegensetzt. Diese Eigenschaft der Schleifkörper ist von wesentlicher Bedeutung für deren praktische Anwendung. Es hat daher in den letzten 30 Jahren auch nicht an Bemühungen gefehlt, diese Härte von Schleifkörpern meßtechnisch zu erfassen und objektive Prüfmethoden an Stelle der auch heute vielfach noch üblichen subjektiven Prüfung mit dem Handstichel zu setzen. Nur wenige der vorgeschlagenen Prüfverfahren haben Eingang in die Praxis gefunden. The present invention relates to an apparatus for testing hardness mainly of grinding wheels and similar grinding tools as well as hard materials of all kinds. As is well known, abrasives consist of actual abrasives in the form of grains, e.g. made of corundum or silicon carbide, etc., and one of these grains cohesive binding mass of mineral, ceramic or organic type. Depending according to the composition of the bond as well as according to the mixing ratio of grain to bond, also according to the type of grain, grain size and grain shape, one obtains abrasive bodies different hardness, whereby hardness is not understood here as physical hardness, but rather the resistance that the bond has to the abrasive grains breaking out of it Association opposes the same when stressed. This property of the abrasive is essential for their practical application. It therefore has in the In the last 30 years there has been no lack of efforts to reduce the hardness of grinding tools to be recorded by measurement and objective test methods in place of the many today the usual subjective examination with the hand graver. Few of the The test methods proposed have found their way into practice.

Soweit dies der Fall war, blieben die betreffenden Geräte im wesentlichen nur auf die Hersteller von Schleifkörpern beschränkt, weil sie zumeist zu teuer in der Anschaffung waren oder aber besondere Erfahrungen in der Handhabung und Beurteilung der Prüfergehnisse erforderten. Gerade aller der Verbraucher von Schleifscheiben ist besonders an der Prüfung der ihm gelieferten Schleifscheiben interessiert, um deren zweckmäßigen Einsatz steuern zu können. Deshalb ist das erfiitdungsgemä.ße Gerät besonders auf die Bedürfnisse des Verbrauchers zugeschnitten. Es weist gegenüber bekannten Geräten eine Reihe von sehr wesenlichen Vorzügen auf, die in ihrer Gesamtheit einen erhel,-lichen technischen Fortschritt verkörpern. Das Gerät beruht auf dem Schlagbohrverfahren. Nach eingehenden Untersuchungen gewährleistet dieses Verfahren eine besonders gute Einordnung der Schleifkörper nach Härtegraden. Es hat gegenüber dem an sich ebenso guten Sandstrahlverfahren, das von allen Prüfverfahren die teuerste Apparatur erfordert, noch den Vorteil, daß sich die Korngröße im gleichen Sinne auswirkt wie beim Schleifen selbst. Das Schlagbohrverfahren wurde durch das amerikanische Patent 1 830 842 im Jahre 1925 bekannt. Das entsprechende Gerät zeig aber eine Reihe von Nachteilen, die durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen vermieden werden. Nachteilig waren die geringe Schlagfrequenz und die dadurch bedingte längere Prüfdauer, die Anhäufung von Splitterstaub im Bohrloch mit der Folge, daß die Bohrtiefe nicht proportional mit der Schlagzahl ansteigt, weil ein Teil der Schlagenergie für die weitere Zerkleinerung des Splitterstaubes der braucht wird, ferner der Umstand, daß bei konstanter Schlagzahl die erreichte Bohrtiefe gemessen X4rd, wodurch sich der prozentuale Meßfehler mit der Härte der Schleifscheibe ändert, die Ablesung einer Fühluhr und die Umstellung der gemessenen Bohrtiefe auf die Nortonskala, und schließlich das umständliche Auswechseln des Bohrmeißels nach jeder Prüfung. Das Gerät war im übrigen auch nur stationär verwendbar.To the extent that this was the case, the devices in question essentially remained limited only to the manufacturers of grinding tools because they are mostly too expensive were in the process of being purchased or had special experience in handling and assessing them the test results required. Just all of that Consumers of Grinding wheels is particularly concerned with the inspection of the grinding wheels delivered to him interested in order to be able to control their appropriate use. Therefore this is according to the invention Device specially tailored to the needs of the consumer. It faces opposite known devices have a number of very essential advantages, which in their entirety embody a glorious technical progress. The device is based on the Impact drilling method. After in-depth investigations, this procedure ensures a particularly good classification of the grinding tools according to degrees of hardness. It has opposite the sandblasting method, which is just as good in itself and the most expensive of all test methods Apparatus still requires the advantage that the grain size is in the same sense affects the same as when grinding itself. The hammer drilling process was introduced by the American Patent 1,830,842 known in 1925. However, the corresponding device shows a number of disadvantages which are avoided by the measures according to the invention. Disadvantageous were the low impact frequency and the resulting longer test duration, the Accumulation of splinter dust in the borehole with the result that the drilling depth is not proportional increases with the number of blows, because part of the impact energy is required for further shredding the splinter dust is needed, furthermore the fact that with a constant number of blows the achieved drilling depth is measured X4rd, whereby the percentage measurement error with the hardness of the grinding wheel changes, the reading of a feeler gauge and the changeover the measured drilling depth on the Norton scale, and finally the cumbersome exchange of the drill bit after each test. Incidentally, the device was only stationary usable.

Die erfinderischen Maßnahmen bestehen in folgendem: Die Rückführung des Prüfwerkzeuges, das den Schleifkörper, wie bekannt, im freien Fall trifft. erfolgt elekromagnetisch. Der Meißelschaft ist so ausgebildet, daß er wie ein Spulenkern in die Magnetspule hineingezogen wird. Beim Erreichen der oberen Grenzlage wird die Elektromagnetspule durch Betätigen von Kontakten üblicher Art stromlos und gibt daher den Fall des Meißels frei. Beim Aufschlagen wird über einen zweiten Kontakt der Strom wieder eingeschaltet, und das Spiel wiederholt sich so lange, bis die vorher eingestellte Bohrtiefe erreicht ist. In diesem Augenblick wird durch einen dritten Kontakt das Gerät stromlos gemacht und der Bohrvorgang beendet. Die Anzahl der für die eingestellte Bohrtiefe erforderlichen Schläge wird auf ein vom Gerät getrenntes, ebenfalls elektrisch betätigtes Zählwerk besonderer Art übertragen. Bei jedem Schlaghub wird der Meißel, wie heim Schlagbohren üblich, um einen bestimmten Winkelbetrag, z.B. 300, umgesetzt. Dieses Umsetzen erfolgt durch ein beim Rückhub des Meißels betätigtes Schrittschaltwerk, ohne daß hierzu ein zusätzlicher Antrieb benötigt wird. Der Winkellietrag für das Umsetzen des Meißels ist einstellbar. The inventive measures consist in the following: The return of the test tool, which, as is known, hits the grinding wheel in free fall. he follows electromagnetic. The chisel shaft is designed to look like a coil core is drawn into the solenoid. When the upper limit position is reached the solenoid coil is de-energized by actuating contacts of the usual type and gives hence the case of the chisel free. When it hits, a second contact is made the power is turned on again and the game repeats itself until the previously set drilling depth has been reached. At that moment is through one third contact, the device is de-energized and the drilling process is ended. The number the impacts required for the set drilling depth are applied to a by the device separate, also electrically operated counter of a special type. As is customary in hammer drilling, the chisel moves around a certain length with each stroke Angular amount, e.g. 300, implemented. This is done by a during the return stroke of the chisel operated indexing mechanism without an additional drive is needed. The angular amount for moving the chisel is adjustable.

Durch die Vereinigung der oben beschriebenen Maßnahmen wird gegenüber einem magnetiscnen Antrieb eine wesentlich höhere Schlagfrequenz erreicht. Je nach Fallhöhe und Fallgewicht können Schlagfrequenzen von 3 bis 5 Hertz und darüber erreicht werden. Wie ollen erwähnt. arbeitet das Gerät mit konstanter, nach Bedarf einstellbarer, Bohrtiefe im Gegensatz zu anderen ähnlich gearteten Prüfverfahren. I)ies hat den großen Vorzug. daß sich der unvermeidbare Gerätfehler bei weichen wie auch bei harten Schleifscheiben prozentual stets in der gleichen Größe auswirkt, während anderenfalls hei konstanter Schlagzahl harte Schleifscheiben kleine Eindringtiefen und weiche Scheiben größere Eindringtiefen ergeben und somit bei einem gegebenen Gerätfehler harte Schleifscheiben relativ weniger genau definiert werden können als weichere und andererseits bei sehr weichen Schleifscheiben keine zu tiefen, die Festigkeit der Schleifscheibe beeinträchtigenden Bohrlöcher entstehen.By combining the measures described above, the opposite a magnetic drive achieves a much higher impact frequency. Depending on The height and weight of the fall can reach impact frequencies of 3 to 5 Hertz and above will. As already mentioned. the device works with constant, adjustable as required, Drilling depth in contrast to other similar test methods. I) ies has the great asset. that the unavoidable device error occurs with soft as well as hard Grinding wheels always has the same size as a percentage, otherwise with a constant number of blows, hard grinding wheels, small penetration depths and soft ones Slices give greater penetration depths and thus with a given device error hard grinding wheels can be defined relatively less precisely than softer ones and on the other hand, in the case of very soft grinding wheels, no too deep, the strength the grinding wheel impairing drill holes arise.

Für die Sicherheit der Härtebestimmung ist eine weitere Maßnahme von besonderer Bedeutung, nämlich die Beseitigung des Slitterstaubes aus dem Bohrloch, ein Umstand, der bisher liei keinem der bekanntgewordenen Härteprüfgeräte beachtet wurde. Bleibt der Splitterstaul) im Bohrloch, so wird ein Teil der Schaltarbeit zur weiteren Zertrümmerung des Splitterstaubes verbraucht. Das drückt sich darin aus, daß die Bohrtiefe mit der Schlagzahl sehr viel langsamer und nicht proportional zunimmt. Entfernt man nach jedem Schlag den Splitterstaub aus dem Bohrloch, so wächst die Bohrtiefe, wie zahlreiche Versuche ergeben haben, proportional mit der Schlagzahl, und das Ergebnis wird nicht verfälscht. Bei dem Gerät gemaß der vorliegenden Erfindung erfolgt die Entfernung des Splitterstaubes durch einen intermittierenden Luftstrom, der durch einen mit der Schlagspindel verbundenen Rlasehalg oder einer ähnlichen Einrichtung jeweils beim Meißelrückhub erzeugt wird. Diese kleine Luftmenge genügt völlig, um das Bohrloch auszublasen. Another measure is to ensure that the hardness determination is reliable of particular importance, namely the removal of the slitter dust from the borehole, a fact that none of the known hardness testers has taken into account so far became. If the splinter congestion remains in the borehole, part of the switching work is required used to further crush the splinter dust. That is expressed in it from the fact that the drilling depth with the number of strokes is much slower and not proportional increases. If you remove the splinter dust from the borehole after each blow, it grows the drilling depth, as numerous tests have shown, proportional to the number of blows, and the result is not falsified. In the device according to the present invention the dust from splinters is removed by an intermittent air flow, the through a Rlasehalg connected to the hammer spindle or a similar one Facility is generated each time the chisel return stroke. This small amount of air is sufficient completely to blow out the borehole.

Eine weitere Besonderheit bildet das Anzeigewerk, auf das mit jedem Hul, ein elektrischer Impuls übertragen wird. Über ein elektromagnetisch betätigtes Schrittschaltwerk wird eine Walze schrittweise in Umdrehung versetzt, auf der die Härtegrade der Nortonskala in Form einer Schraubenlinie aufgetragen sind. Über der Walze befindet sich ein Sehschlitz. All letzterem entlang gleitet ein Zeiger, dessen Vorschulliewegung der Steigung der Schraubenlinie der Skala auf der Anzeigewalze entspricht. Da nicht jedem Schlaghub ein Härte grad der Nortonskala entspricht, sondern den einzelnen Härtegraden viel mehr Schlagzahlbereiche zugeordnet sind (diese Zuordnung ist empirisch ermittelt) erscheinen die Ruchsta{ienbezeichnungen der verschiedenen Härtegrade jeweils mehrfach hintereinander auf der schraul>enbandförmigen Skala der Anzeigewalze. I)ie Erfahrung hat nun aber weiterhin gelehrt, daß liei der Härteprüfung von Schleifscheiben sowohl die Korngröße als auch die Kornart von Einfluß sind. Grol>körnige Schleif- scheiben ergeben beim Schlagbohrverfahren größere Eindringtiefen als feinkörnige Scheiben bzw. benötigt maii liei gleichem Nortonhärtegrad für die gleiche Eindringtiefe bei grobkörnigen Schleifscheilien eine geringere Schlagzahl als bei feinkörnigen Scheifen. Es ist daher erforderlich, das Anzeigewerk so zu gestalten, daß es den Einfluß der Korngröße zu erfassen gestattet. Dies kann erfindungsgemäß z. B. dadurch geschehen, daß der bzw. den Anzeigewalzen ein mehrstufiges Getriebe vorgeschaltet wird, dessen einzelne Stufen den Korngrößen zugeordnet sind. Die Einstellung des Getriebes auf die zu prüfende Korngröße ist in diesem Fall vor Beginn des eigentlichen Prüfvorganges vorzunehmeit. Das Anzeigewerk stellt in diesem Falle also eine Art Rechenwerk dar, in das zwei Werte hineingegeben werden, die funktionsmäßig miteinander zusammenhängen. Sofern erforderlich, lassen sich als weitere Korrekturgrößen auch die Kornart und/oder die Rindungsart einbeziehen. l)as Anzeigewerk kanu aller erfindungsgemäß auch rein elektrisch ausgebildet werden, z. B. in der Weise, daß die mit jedem Schlaghub ausgelösten elektrischen 1 ml)ulse die schrittweise Drehung einer Schaltwalze bewirken, durch die eine größere Anzahl v von in Reihe geschalteten Widerständen bestimmter Größe proportional der Hubzahl geschaltet wird, die iii einem Stromkreis liegen. in dem sich auch ein Amperemeter befindet. Da I = U/R, ist die aiigezeigte Stromstärke proportional der Härte. i)as Amperemeter wird in diesem Falle also auf ilärtegrade geeicht. Zur Rerücksichtigung der Korngröße wird in den erwähneten Stromkreis wiederum eine Reihe von Widerständen eingeschaltet, die parallel zu den erstgenannten Widerständen liegt. Hierdurch wird erreicht, daß die Spannung U eine Funktion der Korngröße wird. Another special feature is the display unit, which is accessed by everyone Hul, an electrical impulse is transmitted. Via an electromagnetically operated Step-by-step mechanism, a roller is gradually set in rotation on which the The degrees of hardness of the Norton scale are plotted in the form of a helix. Above the There is a viewing slit on the roller. A pointer slides along the latter, its Advance movement of the slope of the helical line of the scale on the display roller is equivalent to. Since not every stroke corresponds to a degree of hardness on the Norton scale, but much more number ranges are assigned to the individual degrees of hardness (these Allocation is empirically determined) appear the Ruchsta {ienbezeichen of the different Degree of hardness several times one behind the other on the screeching tape-shaped scale the display roller. I) he experience has now continued to show that the hardness test is the best of grinding wheels, both the grain size and the grain type are important. Grol> grainy abrasive disks result from impact drilling greater penetration depths than fine-grained disks or may need the same Norton hardness for the same depth of penetration with coarse-grained abrasive discs a lower number of blows than fine-grained loops. It is therefore necessary to design the display mechanism in such a way that it allows the influence of the grain size to be recorded. This can according to the invention, for. B. happen that the or the display roller a multi-stage gear is connected upstream, the individual stages of which correspond to the grain size assigned. The setting of the gearbox to the grain size to be tested is in this case to be carried out before the start of the actual test process. The display work in this case represents a kind of arithmetic unit into which two values are entered that are functionally related to each other. If necessary, leave also include the type of grain and / or the type of bark as further correction variables. l) the display unit can all according to the invention also be designed purely electrically, z. B. in such a way that the electrical 1 ml) ulse triggered with each stroke cause the gradual rotation of a shift drum, through which a larger number v of series-connected resistors of a certain size proportional to the number of strokes is switched, which are iii a circuit. in which there is also an ammeter is located. Since I = U / R, the current strength shown is proportional to the hardness. i) as In this case, the ammeter is calibrated to degrees of hardness. To take into account The grain size is in turn a series of resistors in the mentioned circuit switched on, which is parallel to the first-mentioned resistors. This will achieves that the voltage U is a function of the grain size.

Ebenso wird durch weitere in den Stromkreis wahlweise einschaltl)are Widerstände bewirkt. daß iei diesem elektrischen Anzeigevorgang auch die Anzahl der Testungen eingestellt werden kann, aus denen jeweils eiii Mittelwert gebildet werden soll. Die Spaiiiiuiig t des Stromkreises ist dann gleichzeitig auch <1er Anzahl der Testungeit proportional.Likewise, additional devices can be optionally switched on in the circuit Causes resistance. that in this electrical display process also the number of the tests can be set, from which a mean value is formed in each case shall be. The spaiiiiuiig t of the circuit is then also <1s Number of test inaccuracies proportional.

Der besondere Vorteil beider Anzeigewerke ist, daß der jeweilige Härtegrad unmittelbar in Nortongraden abgelesen werden kann. Es s ist weder eine Umrechnung des angezeigten Wertes noch die Anwendung von Tabellen, Schaubildern oder Nomogrammen erforderlich, um den Härtegrad einer Schleifscheibe zu ermitteln. I)as Gerät arbeitet somit narrensicher und gestattet die Anwendung desselben auch tlurch ungeschulte Kräfte. im Falle der elektrischen Anzeige besteht zusätzlich noch der besondere Vorzug, daß die Einstellung auf die betreffende Korngröße sowohl vor wie auch während oder auch erst nach dem eigentlichen Prüfvorgang vorgenommen werden kann. Es macht also nichts aus, wenn die Einstellung auf die Korngröße oder auch auf die gewünschte Anzahl von Testungen bei Beginn es Prüfvorganges etwa vergessen wurde. The particular advantage of both display units is that the respective Degree of hardness can be read directly in Norton degrees. It's neither one Conversion of the displayed value still using tables, graphs or nomograms are required to determine the hardness of a grinding wheel. I) the device works foolproof and allows the use of the same by untrained forces. in the case of the electrical display, there is also nor the special advantage that the adjustment to the relevant grain size both before as well as during or after the actual testing process can be. So it doesn't matter if the setting is on the grain size or also forget about the desired number of tests at the beginning of the test process became.

Ein weiterer Vorzug der elektrischen Anzeige liegt darin. daß wälireiid des Prüfvorganges der Stromkreis stromlos bleiben kann und erst nach Beendigung desselben, wenn das Schrittschaltwerk sich in der der erreichtenSchlagzahl entsprechenden Stellung befindet, der Strom eingeschaltet wird. Another benefit of the electrical display is that. that wälireiid of the test process the circuit can remain de-energized and only after completion the same if the stepping mechanism is in the corresponding to the number of strokes reached Position, the power is switched on.

Wenn erforderlich, können die beschriebenen .Nnzeigewerke, die den Erfindungsgedanken im übrigen nur beispielhaft wiedergeben, auch registrierend oder mit einem Stempelwerk ausgebildet werden unter Anwendung bekannter Mittel.If necessary, the described reference works that support the In addition, only reproduce the ideas of the invention by way of example, also in a register or be formed with a stamping mechanism using known means.

Als Prüfwerkzeuge finden entweder Stahlplättchen geringer Breite und Dicke Verwendung oder kronenbohrerähnlich ausgebildete Werkzeuge aus Hartmetall oder anderen geeigneten verschleißfesten Stoffen. die am Ende des Schlagbolzens eingespannt werden. Für den Fall der Anwendung von Stahlplättchen wird der Meißel nach jedem Prüfvorgang oder auch nur nach einer jeweils bestimmten Anzahl von Prüfvorgängen ausgewechselt. Um das Auswechseln zu erleichtern, ist ein besonderes. mit dem Schlagbolzen verbundenes Meißelmagazin bzw. ein Schnellwechselfutter vorgesehen. Die Meißelplättchen werden flach aneinandergelegt, gestapelt und durch Federdruck und einen Schieber der Wirkstelle zugeführt und durch Keilwirkung gespannt. Steel plates with a narrow width are used as test tools and thick use or tools made of hard metal with a drill bit-like design or other suitable wear-resistant materials. the one at the end of the firing pin be clamped. In the case of using steel plates, a chisel is used after each test process or only after a specific number of test processes exchanged. To make it easier to change is a special one. with the firing pin connected chisel magazine or a quick-change chuck provided. The chisel tips are laid flat against each other, stacked and by spring pressure and a slider fed to the point of action and clamped by wedge effect.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Device for hardness testing of Abrasives, natural and artificial stones, building materials and the like, in the case of an outdoors If a chisel or a similar tool hits the test specimen, which is converted by a certain angular amount after each stroke, an impression generated in the test object, characterized in that the return stroke of the chisel by an electromagnet takes place whose core is formed by a shaft, which carries the actual hammer drill at one end and the other At the end of each return stroke a bellows or the like. Actuated, its air content for Removing the accumulated splinter dust or drilling dust serves and at the same time the damping of the return stroke shortly before reaching a limit stop causes.

2. Apparatus according to claim I, characterized in that each Step-by-step rotation of the test tool starting towards the end of the stroke, its angular value is adjustable, directly from the return stroke movement by a suitable stepping mechanism is derived.

3. Apparatus according to claim I and 2. characterized in that for quick exchange of the test chisels, these the chisel holder from one with the Firing pin connected magazine can be fed as required.

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that as a measure of the hardness of the test object, the impacts are counted which are necessary to achieve a previously determined penetration depth of the test tool necessary are and that when this penetration depth is reached by actuating adjustable electrical Contacts of the magnet are de-energized and the test process is thus ended.

5. Apparatus according to claim I to 4, characterized in that the number of blows provided according to claim 4 by an electromagnetic operated counter is effected.

6. Apparatus according to claim I to 5, characterized in that the counter especially for determining the hardness of grinding wheels and grinding tools with a display resp.

Register is connected, which without conversion directly the Norton hardness taking into account the grain type and grain size of the grinding body used indicates.

7. Apparatus according to claim I to 6, characterized in that Grain type and grain size after appropriate calibration of the device by a Correction factor to be entered before, during or after the test are included in the test result.

8. Apparatus according to claim I to 7, characterized in that by connecting a suitable multi-stage gear in front of the index an automatic averaging from a number of Testing operations takes place.

9. Apparatus according to claim I to 8, characterized in that the processes according to claim 6 to 8 are electrically controlled by stepwise Connection of resistors, the size of which is proportional to the number of blows, and which are in a circuit with an ammeter that is calibrated to degrees of hardness is.

10. Apparatus according to claim 1 to 9, characterized in that also grain type and grain size as well as the averaging of several successive ones Checking processes by connecting or disconnecting resistors of suitable size to take them into account Find.