• Kerbräumnadel
    (Titanbeschichtung)

  • geräumte Probe

Kerbschlagbiegeversuch: Räummaschine für Kerbschlagproben 

 

Sekundenschnelle Kerbeinbringung durch Räumtechnik

 

Keine Ausrichtarbeit: Probe einlegen, spannen und starten:
Alle 30 Sekunden wird eine Probe mit höchster Präzision geräumt

 

Der entscheidende Vorteil liegt in der Einsparung der langwierigen, exakten Aussrichtung der Kerbschlagbiegeprobe vor dem Spanungsprozess. Diese Einzweckmaschine ist startbereit ohne das die Probe aufwendig positioniert wird. Damit wird die Kerbeinbringung so schnell und einfach wie der Kerbschlagbiegeversuchselber.

Die nationalen und internationalen Normen für einen Kerbschlagbiegeversuch nach ISO148 / ASTM E23 beschreiben neben dem Kerbschlagbiegeversuch auch die Anforderungen an die Kerbschlagbiegeproben. Diese sind innerhalb enger Toleranzen (siehe Zeichnung unten) herzustellen. Dabei ist die Fertigung der Vierkantprobe mit den Maßen 10 x 10 x 55 mm der einfachste Fertigungsschritt. Wesentlich kritischer ist die Einbringung des Kerbs innerhalb der eng gesteckten Toleranzen.

Denn: Die Ergebnisse für einen Kerbschlagbiegeversuch können nur so exakt sein wie die Qualität des Prüflings dies zulässt – eine ungenau hergestellte Probe führt zwangsläufig zu verfälschten Ergebnissen.

Die Kontur des Prüflings kann mittels normaler Spannungstechnik hergestellt werden. Dabei muss allerdings auch auf die Güte der Oberfläche geachtet werden denn: Die Anlageflächen der Probe werden an den Kanten des Widerlagers mit hoher Andruckkraft entlanggezogen. Sind diese Anlageflächen zu rau so kann dies das Ergebnis beeinflussen. Hinzu kommt, dass raue Flächen diese wichtigen Kanten des Widerlagers schneller verschleißen. Der Kerb muss innerhalb der in der Zeichnung genannten Toleranzen eingebracht werden. Dabei muss der Kerb eingebracht werden unter Beachtung folgender Anforderungen:

  • exakte Kerbtiefe (bzw. verbleibende Probenhöhe 8,00 mm)
  • Mittigkeit des Kerbs (insbesondere wichtig bei seitlich wirkenden Zentrierungen)
  • Kerbausrichtung zur Probenachse
  • Kerb-Verdrehung
  • Kerbradius (Werkzeugverschleiß bei Fräsern)
  • … und unter Beachtung der Toleranzen in Bezug auf Rauheit

Sofern für die Fertigung der Kerbschlagbiegeproben eine Fräse nicht ständig reserviert ist (100% Nutzung ausschließlich für diese Aufgabe) beginnt das Problem: Jedes Mal neu muss die Probe extrem präzise Positioniert werden und der Spannungsvorgang auf diese Lage angepasst werden: Da sind schnell 10 Minuten vergangen ohne das die Spanungsarbeit begonnen hat.

Wesentlich schneller und damit günstiger wird ein Kerb einer Kerbschlagbiegeprobe mit der hier beschriebenen Kerbräummaschine eingebracht. Zudem wird meist eine höhere Präzision des Kerbs erreicht. Gerade wenn nicht hunderte Proben hergestellt werden müssen (die dann gleichzeitig in Paketen zu auf einer Fräsmaschine bearbeitet werden), ist die KRME Kerbräummaschine DIE Alternative. Sie findet gerade bei Dienstleistern in der Werkstoffprüfung hohen Zuspruch, da es gerade hier auf eine kostengünstige aber präzise Herstellung von Proben ankommt.

Mit der KRME können Kerbe von jedermann (ohne Vorkenntnisse für spanende Bearbeitung) in den eigenen Labors von Industriebetrieben + Materiallaboren eingebracht werden. Zu Schulungszwecken in Universitäten, Fachhochschulen und Berufsschulen können zudem aus z. B. Standard-Vierkantmaterial geeignete Musterproben für didaktische Zwecke sehr günstig hergestellt werden.

Mittels der abgebildeten Kerbräummaschine reduziert sich der Aufwand auf ein Minimum, da der einzubringende Kerb grundsätzlich nicht von der Dicke der Probe abhängig ist. Bei der Maschine wird der Abstand zur Räumnadel mittels Endmaß so eingerichtet, dass der verbleibende Probenquerschnitt exakt der Norm entspricht.

Warum ist diese Maschine so rationell?
Das Wirkprinzip ist so gestaltet, dass die Bezugsgröße für den Kerbgrund immer auf 8 mm festgesetzt ist (V-Kerb 2 mm). Selbst wenn die Probe einmal nur 9,5 mm dick sein sollte (Mindergrößen / Fertigungstoleranzen), bleiben trotzdem 8,0 mm im Kerbgrund stehen. Eingestellt ist die Anlage der Probe an die Probenklemmung. Die Räumnadel hat zu dieser Wand immer den richtigen Abstand - egal welches Maß die Probe aufweist

Es bedarf keiner Justage für die exakte Einbringung des Kerbs (Kerbtiefe)! Probe einlegen, Schnellspanner schließen, Starten ...

Maschinentyp

KRME 240 (Kerb-Räum-Maschine-Elektrisch mit Räumnadel 240 mm)

Probenzahl ca.

80 Stück / Stunde

Maße Breite/Tiefe/Höhe

ca. 50 / 31 / 105 cm Räumnadel unten / 1.290 oben

Maximale räumbare Härte

< 40 HRC (keine höheren Festigkeiten, da die Räumnadeln-Zähne Schaden nehmen / schnell verschleißen / abbrechen)

Platzbedarf ca. mm

ca. 80 / 60 / 1.40 cm

Gewicht

ca. 90 kg

Motor Fa. LENZE (regelbar)

0,55 kW, 2.840 – 3.450 UPM, 120 Hübe/Stunde – Geschwindigkeit einstellbar

Standard-Strom-Anschluss

400V / 50 Hz / ~ 3 Phasen / 1,5 A / 16 A CEE-Stecker

Sonstige Strom-Anschlüsse

auf Anfrage

Probenmaße / Probendimensionen von Kerbschlagbiegeproben gemäß ISO148

Sie müssen die Dimensionen Ihrer Kerbschlag-Biegeproben überprüfen und dokumentieren?

Dann ist dieses USB-Mikroskop die Lösung für Ihre Anforderung:

Preis < 450,00 € (Empfehlung: zuzüglich Stativ 99,00 €).

Auszug aus Vergleichsversuchen der Siemens AG

KWU - Kraft Werks Union - Vergleichsuntersuchung zwischen gefrästen und geräumtem  ISO-V-Proben

"Die Ergebnisse der Kerbschlagbiegeprüfungen bei Proben mit geräumtem Kerb (Kerbschlagarbeit, Zähbruchanteil sowie den Kennwerte der instrumentierten Prüfung) stimmen gut mit den Ergebnissen der Proben mit gefrästem Kerb überein. Kerbräummaschinen sind zur Herstellung normgerechter Kerben von ISO-V-Proben gut geeignet".

 

SIEMENS AG

Kerbradius

Kerbwinkel

Höhe im Grund

Bemerkung

Test-no.

Toleranz

0,25 +/- 0,025

45° +/- 2°

8,0 mm +/- 0,075

 

1

+

+

8,00

innerhalb Toleranz

2

+

+

8,01

innerhalb Toleranz

3

+

+

8,02

innerhalb Toleranz

4

+

+

8,01

innerhalb Toleranz

5

+

+

7,99

innerhalb Toleranz

6

+

+

8,01

innerhalb Toleranz

7

+

+

8,02

innerhalb Toleranz

8

+

+

8,01

innerhalb Toleranz

9

+

+

8,02

innerhalb Toleranz

Anzahl der herstellbaren Proben bis zum Nachschleifen / Ersatz der Räumnadel 

Bei Legierungen mit hoher Festigkeit (hohe Kerbschlagzähigkeit) ist der Einsatz von titanbeschichteten Räumnadeln erforderlich. Die nachfolgend genannten Standzeiten für Räumnadeln sind ungefähre Richtwerte, da die Güten der Stähle durch Legierungsbestandteile teilweise stark variieren. Die Standzeiten können nicht garantiert werden.

Die Härte des Materials darf 40 HRC nicht überschreiten. Bei solch hoher Härte ist eine Titan-Beschichtung der Räumnadel dringend empfohlen. Trotz dieser Beschichtung muss bei dieser hohen Härte damit gerechnet werden, dass die Standzeit (Schärfe) nur eine geringe Anzahl an Räumungen bis zum Schärfen ermöglicht.

Bei Räumnadeln handelt es sich um Verschleißteile. Eine Gewährleistung auf diese ist generell ausgeschlossen. Dies insbesondere da eine Fehlbedienung nicht ausgeschlossen werden kann: Nach JEDEM Räumvorgang muss das Räumwerkzeug von Spänen gereinigt werden (Messingbürste) da Rest-Späne im Räumwerkzeug dazu führen das die Räum-Zähne abbrechen (nicht reparables Werkzeug).

 

Probenmaterial

Zugfestigkeit

Standard-Räumnadel

Titan beschichtete Räumnadel

ST52-3 N

490 - 630

6.500 Proben

10.000 Proben

42 CrMo4 V

750 - 860

4.000 Proben

6.500 Proben

34 CrNiMo 6V

1.000 – 1.400

3.000 Proben

5.000 Proben

VA (18/10)

700 – 1.300

xxx

4.000 Proben

1.4548

1.200

xxx

2.000 Proben

1.3901 (24-28% Ni)

 

xxx

1.500 Proben

1.4986 WK

650 - 850

xxx

1.000 Proben

Titanium

 

xxx

500 Proben

Plastik / Kunststoff

 

kein Verschleiß

nicht erforderlich