Pendelschlagwerke 150 | 300 | 450 | 600 | 750 Joule
für Kerbschlagbiegeversuche ISO148 / ASTM E23

 

Serie IMPACT: Pendelschlagwerke für Kerbschlagbiegeversuche Charpy / Izod

Neben der Zugfestigkeit und der Material-Härte ist die Ermittlung der Kerbschlagzähigkeit der dritte wesentliche Kennwert der mechanisch technologischen Werkstoffprüfung. Sofern Materialien in Bereichen eingesetzt werden, bei denen diese schlagartigen Belastungen ausgesetzt werden könnten, müssen diese eine entsprechende Zähigkeit aufweisen um einer Rissbildung zu widerstehen. Diese Anforderungen spielen eine wesentliche Rolle zum Beispiel im Rohrleitungs- oder Kesselbau: Schäden durch herabfallende Steine / Grabwerkzeuge / Verkehrsunfälle von Tankwagen. In den meisten Fällen werden dabei Versuche nach dem Prinzip Charpy durchgeführt. Dabei wird die Kerbschlagpbiegeprobe an den Enden auf zwei Widerlager aufgelegt und mit der in den Pendelhammer integrierten Schlagfinne einer schlagartigen Belastung ausgesetzt. In seltenen Fällen wird das Pendelschlagwerk für Prüfungen nach dem Verfahren IZOD genutzt. Bei diesem Verfahren wird die Schlagprobe einseitig in die Probenaufnahme des Pendelschlagwerks geklemmt. Der freistehende Teil wird der schlagartigen Belastung ausgesetzt.

 

Unterschiedliche Werkstoffe erfordern verschiedene Kapazitäten

Für die Durchführung eines Kerbschlagbiegeversuchs ist ein robustes Pendelschlagwerk mit hoher Eigenmasse und einem schweren Fundament erforderlich. Je nach Zähigkeit des Materials muss der Pendelhammer eine unterschiedlich hohe potentielle Energie besitzen. GALDABINI bietet für die Prüfung unterschiedlichster Metalle Schlagwerke mit fünf verschiedenen Energie-Niveaus an.

Bitte beachten Sie bei der Wahl Ihrer Aussattung darauf, dass diese laut Norm ISO148 nur bis zu 80 % der potentiellen Energie genutzt werden darf. Bereits eine einmalige Nutzung der gesamten Energie (100% der potentiellen kinetischen Energie) kann dazu führen, dass ein Maschineschaden auftritt. Daher muss (laut Norm) das Pendelschlagwerk nach einer solchen Überbeanspruchung  neu kalibriert werden. Bitte wählen Sie Ihre Ausstattung daher mit Bedacht und berücksichtigen Sie sowohl Ihre Unternehmensplanung als auch das die Werkstoffe stetig weiterentwickelt werden. Noch bis ca. 1990 besaßen diese Ausstattungen typischerweise einen Pendelhammer mit einer Schlagenergie von 150 Joule. Durch Zusatzgewichte konnte die potentielle Energie auf 300 Joule erweitert werden. Heute werden (für den Bereich Stahl / Edelstahl) fast ausschließlich Pendelschlagwerke mit einer Energie von 450 Joule oder höher beschafft.

Nicht mehr üblich ist, dass ein Pendelschlagwerk mittels zusätzlichen Gewichten einen zweiten Messbereich besitzt. Hier sagt die Norm sinngemäß: Es können auf dem Pendelschlagwerk auch gering zähe Materialien geprüft werden wenn die Ergebnisse der indirekten Kalibrierung (mit Referenzproben) innerhalb der Toleranz liegen (z. B. 17 Joule bei IMPACT 450).

 

GALDABINI

Pendelschlagwerke

nutzbare
Energie 80%

typische Materialien

Unternehmen / Einsatzzwecke

IMPACT 150 Joule

120

Aluminium, Grauguss, Sphäroguss

Gießereien, Alugießereien, Aluminiumwerke

IMPACT 300 Joule

240

Stahl, Stahlguss, Blech

Stahl- + Blechindustrie, Didaktik an Universitäten / Berufsschulen

IMPACT 450 Joule

360

zähe Stähle, Edelstahl rostfrei

Standard-Ausstattung (meistverkauft)

IMPACT 600 Joule

480

Edelstahl rostfrei

Edelstahl produzierende oder verarbeitende Unternehmen

IMPACT 750 Joule

600

Edelstahl rostfrei

Edelstahl produzierende oder verarbeitende Unternehmen

 

Pendelschlagwerke - einfache Technik, High-Tech in der Auswertung und Steuerung

Das Wirkprinzip von einem Pendelschlagwerk ist relativ simpel: Ein Pendelhammer schlägt aus einer definierten Fallhöhe auf eine Kerbschlagprobe. Beim Auftreffen auf diese wird für das Zerschlagen oder Verbiegen (zähfeste Materialen) unterschiedlich viel Energie verbraucht. Je nach verbrauchter Energie schwingt der Pendelhammer auf der gegenüberliegenden Seite der Widerlager unterschiedlich hoch weiter. Althergebracht wurde dieser Höchstpunkt des Durchschwingens mittels Schleppzeiger ermittelt. Heute wird dieser Winkel mittels Drehwinkelgeber und Elektronik ermittelt. Je nach Höhe des Durchschwingens (gemessen wird der maximale Steig-Winkel) kann aus der Differenz zwischen kinetischer Energie und Restenergie nach dem Schlag die verbrauchte Energie errechnet werden.

Der Aufbau von eines Pendelschlagwerks mag sich einfach darstellen. Die Anforderungen an 

  • die Präzision der Elektronik
  • die Steifigkeit des Rahmens
  • die Solidität des Pendelhammers und der Widerlager
  • die Steuerung
  • die Schutzhausung mit Verriegelung
  • die Zentriereinrichtung

dürfen aber nicht unterschätzt werden.

Neben der möglichst präzisen Ermittlung der Ergebnisse mittels hochauflösendem Drehwinkelgeber und Zählerelektronik spielt die Robustheit der belasteten Baugruppen eine entscheidende Rolle. Aus unserer Tätigkeit als DAkkS-Kalibrierstelle sind uns nicht wenige Fälle bekannt bei denen Pendelschlagwerke die Kalibrieranforderungen nicht erfüllen: Oft liegen die Messwerte der indirekten Prüfung mittels Referenzproben außerhalb der Toleranzen gemäß ISO 148. Gerade hierbei unterscheiden sich aber die Maschinen: Die Pendelschlagwerke von GALDABINI besitzen einen C-förmigen Hammer und die Widerlager sind am Portal des Gerätes verbaut. Gegenüber einigen Wettbewerbs-Geräten (mit U-Form-Pendelhämmern) sind die Widerlager bei dieser Bauform wesentlich unempfindlicher gegen Vibrationen und elastische Geräteverformungen (Widerlager U-förmiger Pendelhämmer sind prinzipiell an der Bodenplatte angebracht …).

In den vergangenen Jahren ist vermehrt zu erkennen, dass Pendelschlagwerke ausgetauscht werden müssen da die Weiterentwicklung der Werkstoffe zu immer höheren Material-Zähigkeiten führt und somit Geräte mit höherem Arbeitsvermögen erforderlich werden. Hinzu kommt, dass sowohl in der Industrie als auch an Universitäten und Berufsschulen den erhöhten Sicherheitsanforderungen Rechnung getragen wird: Diese Püfausstattung muss heute eine komplette Schutzhausung besitzen und dem unbedachten Bediener muss es unmöglich gemacht werden diese während der Bewegung des Pendelhammers zu öffnen. Damit sind eine motorische Hammeranhebung und eine motorische Zentriereinrichtung fast zwingend erforderlich.

All diese Anforderungen an Qualität und Leistungsfähigkeit werden durch ein Pendelschlagwerk von GALDABINI erfüllt und übertroffen.

 

Qualität der angebotenen Ausstattungen

Inzwischen wurden eine Vielzahl von GALDABINI Pendelschlagwerken am deutschen Markt platziert. Bei diesen ist es Standard (durch die Bauform mit C-Pendelhammer) dass die DAkkS-Kalibrierungen ohne Beanstandungen bestanden werden und die Geräte schadlos ohne Ausfall arbeiten – über Jahre.

Obwohl die Verschleißteile (Hammerfinne und Widerlagereinsätze) aus pulvermetallurgischen Stählen gefertigt werden – hier ist ein Verschleiß zwangsläufig unvermeidbar. Daher sollten gerade bei hochzähen Werkstoffen, bei denen die Proben nicht brechen (sondern an den Widerlagern entlanggezogen werden), bereits bei der Erstanschaffung des Pendelschlagwerks eine Ersatz-Finne und Wechsel-Widerlagereinsätze beschafft werden (gilt nur für 450 Joule oder größer | Pendelschlagwerke mit <300 Joule arbeiten wegen der geringeren Schlagzähigkeit der Materialen meist über Jahre ohne Austausch von Verschleißteilen).

Zubehör für die Durchführung von Kerbschlagbiegeversuchen

Neben den typischen Versuchen bei Raumtemperatur können wir weitere Ausstattungen anbieten:

  • für die Prüfung tiefgekühlter Proben: Kühlbäder und Einlegezangen
  • Auswertesoftware für die Anzeige und Archivierung der Versuche
  • instrumentierte Pendelschlagwerke mit applizierter Hammerfinne, Hochleistungselektronik und spezieller Auswerte-Software
  • Kerbräummaschine für die rationelle Kerb-Einbringen in eine Kerbschlagbiegeprobe
  • Dienstleistungen: DAkkS- / ASTM / NIST - Kalibrierung
  • Referenzproben für die indirekte Kalibrierung nach ISO / ASTM / NIST

 

Modernisierung älterer Ausstattungen

In der Industrie werden die Dokumentation der Versuchsergebnisse und deren Archivierung immer wichtiger. Daher ist es fast obligatorisch die Ergebnisse eines Kerbschlagbiegeversuchs mittels Elektronik und Software zu erfassen und zu speichern.

Bei den Prüfausstattungen von GALDABINI stehen die Ergebnisse des Kerbschlagbiegeversuchs unmittelbar nach dem Versuch elektronisch am Touchdisplay zu Verfügung und / oder können per RS232-Schnittstelle ausgelesen werden. Die Prüfsoftware IMPACT empfängt diese Messwerte, bringt diese zur Anzeige und archiviert diese automatisch oder nach Freigabe.

Bei älteren Geräten ohne Elektronik kann zusätzlich zur Software ein Drehwinkelgeber (HEIDENHAIN) und eine Zähler-Elektronik installiert werden (Modernisierung). Mit diesem System wandelt sich die Software von einer passiven, empfangenden zu einer aktiv rechnenden Software. In diesem Fall wird je nach potentieller Energie (Auslösewinkel, Hammergewicht, Auftreff-Geschwindigkeit, Steigwinkel etc.) die verbrauchte Energie errechnet.

Was die Modernisierung der Pendelschlagwerke besonders attraktiv macht: Im Entwurf der ISO148 ist die Ermittlung der Verlustenergie (Pendellagerreibung, Luftwiderstand) als tägliche Routine vorgeschrieben. In die Software IMPACT wurde eine Prozedur integriert bei der diese Verlustenergie automatisch ermittelt wird und die Messwerte automatisch korrigiert werden (Subtraktion der Reibung vom Ergebnis).

Der Umbau geschieht schnell und beinhaltet die DAkkS-Kalibrierung dieses neuen Messsystems. Die Prüfsoftware kann problemlos auf jedem WINDOWS PC (auch WIN 10) installiert und betrieben werden.

 

Probenvorbereitung sind das A & O: Kerbräummaschine KRME - die perfekte Lösung zur Kerbeinbringung

Bei geringem bis mittlerem Probenaufkommen ist diese Maschine die ideale Lösung zur hochpräzisen, normgerechten Kerbräumung innerhalb von Sekunden: Ohne zeitraubende Positionierung der Proben, ohne Ausrichtung des Spanungswerkzeuges: Einfach Probe einlegen, Klemmung schließen und Start drücken. In nur 20 Sekunden steht die perfekt geräumte Kerbschlagbiegeprobe zu Verfügung.

Mehr über die Kerbräummaschine finden Sie hier: Link