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Dokumentenidentifikation DE2638261C2 03.09.1987
Titel Vorrichtung zum Bestimmen der Schlagbruchfestigkeit von Holzwerkstücken
Anmelder Wood-Slimp GmbH, Chur, CH
Erfinder Hoffmeyer, Preben, Dipl.-Ing., Hilleröd, DK
Vertreter Grünecker, A., Dipl.-Ing.; Kinkeldey, H., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Stockmair, W., Dipl.-Ing. Dr.-Ing. Ae.E. Cal Tech; Schumann, K., Dipl.-Phys. Dr.rer.nat.; Jakob, P., Dipl.-Ing.; Bezold, G., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat., Pat.-Anw., 8000 München
DE-Anmeldedatum 25.08.1976
DE-Aktenzeichen 2638261
Offenlegungstag 10.03.1977
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 03.09.1987
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.09.1987
IPC-Hauptklasse G01M 5/00

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum zerstörungsfreien Bestimmen der Schlagbruchfestigkeit von Holzwerkstücken.

Zur Beurteilung des Festigkeitszustandes von Holzwerkstücken hat sich der Schlagbruchversuch, bei welchem die Schlagbruchfestigkeit des Holzwerkstückes ermittelt wird, als besonders geeignet erwiesen, da die beim Schlagbruchversuch ermittelte Schlagbruchfestigkeit ein guter Indikator für die mechanische Festigkeit eines Holzwerkstückes ist.

Insbesondere üben biologische oder bakteriell hervorgerufene Fäulnis- oder Verwitterungsprozesse einen starken Einfluß auf die beim Schlagbruchversuch ermittelten Schlagbruchfestigkeiten aus.

Da es sich bei der herkömmlicherweise durchgeführten Schlagbruchfestigkeitsprüfung um eine zerstörende Werkstoffprüfung handelt, sind der Anwendung der herkömmlichen Schlagbruchfestigkeitsprüfung enge Grenzen gezogen. Telegraphenmaste, deren Festigkeitszustand bzw. deren Vermorschungszustand in regelmäßigen Intervallen zu überwachen ist, gestatten keine Vielzahl von Probekörper-Entnahmen, da jeder aus einem Telegraphenmast herausgeschnittene Probekörper eine beträchtliche Schwächung des Telegraphenmastes zur Folge hätte.

Mithin steht für die Prüfung von Telegraphenmasten die aussagekräftigste bekannte Prüfmethode, nämlich die Ermittlung der Schlagbruchfestigkeit, in der Praxis nicht zur Verfügung.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur möglichst zerstörungsfreien Bestimmung der Schlagbruchfestigkeit von Holzwerkstücken aufzufinden.

Diese Aufgabe wird bei der in Anspruch 1 angegebenen Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale gelöst.

Der Grundgedanke der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß nicht, wie bei der herkömmlichen zerstörenden Prüfung die zum Auftreten eines Bruches erforderliche Energiemenge gemessen wird, sondern daß der Bruch-Oberflächenbereich, d. h. die Eindringtiefe, gemessen wird, die von einer konstanten Energiemenge im Holzwerkstoff hervorgerufen wird.

Daraus ergibt sich unter anderem der Vorteil, daß nunmehr eine fast zerstörungsfreie Prüfung an Ort und Stelle vorgenommen werden kann. Beispielsweise lassen sich Festigkeitsprüfungen an Telegraphenmasten mühelos mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung an Ort und Stelle vornehmen. Da die Eindringtiefe des Eintreibkörpers als Indikator für die Schlagbruchfestigkeit und damit als Indikator für die Festigkeit des Holzmaterials genutzt wird, können auch durchschnittlich qualifizierte Mitarbeiter mit der Durchführung dieser Festigkeitsprüfungen beauftragt werden.

Anspruch 2 hat eine vorteilhafte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Inhalt.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 einen Schlaghammer einer erfindungsgemäßen Vorrichtung im Schnitt in einer ersten Stellung,

Fig. 2 den Schlaghammer in seiner zweiten Stellung und

Fig. 3 den Schlaghammer während des Eindringens in ein Holzwerkstück.

In den Fig. 1 und 2 ist eine Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens zum zerstörungsfreien Bestimmen der Schlagbruchfestigkeit von Holzwerkstücken dargestellt. Die Vorrichtung besteht aus einem Schlaghammer 4, mit einem Gehäuse 6, das vorne mit einem Vorderstück 9 versehen ist und hinten mit einer Abzugseinrichtung. Das Gehäuse 6 ist zweckmäßig als zylindrisches Rohr ausgebildet, in das die Schlageinrichtung eingebohrt ist. Diese Schlageinrichtung besteht aus einem Trägheitskörper 5, der vorn mit einem Halteorgan versehen ist, in dem ein Eintreibkörper 2 befestigt ist. Die vorwärtsgehende Bewegung des Trägheitskörpers 5 verursacht, daß der Eintreibkörper 2 durch eine Öffnung aus dem Vorderstück 9 herausgeführt wird. Die Bewegung endet, wenn das Halteorgan an der Innenseite des Vorderstücks anliegt, wie es in Fig. 2 gezeigt ist.

Am Trägheitskörper 5 ist vorne eine Zugfeder 7 befestigt, deren anderes Ende am Vorderende des Gehäuses 6 an dem Vorderstück 9 befestigt ist. In der zusammengeschobenen Stellung der Feder 7, d. h. in ihrer entspannten Stellung, wie in Fig. 2 gezeigt, ist der Eintreibkörper 2 am weitesten vorne. Indem man den Trägheitskörper 5 in das Gehäuse 6 zurückführt, wird die Feder 7 gespannt. Um die Schlageinrichtung in ihrer gespannten Stellung festzuhalten, wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Trägheitskörper 5 an der hinteren Seite mit einem Haltezapfen 16 versehen, der mit einem Kopf in einen Kipphebel 15 einrastet. Der Kipphebel 15, der um einen Zapfen in dem Gehäuse schwenkt, ist zur Einführung in die Bahn des Haltezapfens mittels einer Druckfeder 14 federbelastet, die das andere Ende des Hebels 15 belastet, so daß der Trägheitskörper 5 von dem Kipphebel 15 festgehalten wird.

Die Auslösung des Schlaghammers geschieht durch Belastung des Kipphebels 15 gegen die Feder 14. Diese Beanspruchung findet auf einem Abzugteil 13 statt, das das hintere Ende in dem Werkzeug 4 bildet. Dieses Abzugteil 13 ist axial verschiebbar in dem Gehäuse 6 gegen die Kraft von einer oder mehreren Druckfedern 17 montiert. Wenn einwärts auf das Teil 13 gedrückt wird, muß die Federkraft von den Federn 17 und 14 übernommen werden, bevor der Kipphebel 15 aus seinem Eingriff mit dem Zapfen 16 ausschwenkt und damit den Trägheitskörper 5 auslöst, der von der Feder 7 vorwärts getrieben wird und dadurch den Eintreibkörper 2 aus dem Gehäuse 6 führt.

Der Eintreibkörper 2 ist in dem gezeigten Beispiel ein zylindrischer Körper mit einem Vorderende 3, wie in Fig. 2 gezeigt. Während seines Eintreibens werden Bruchflächen in dem Werkstück hervorgebracht, weshalb man experimentiell die Größe des Eintreibkörpers und die Form des Vorderendes unabhängig von der Anwendung des Werkzeugs finden kann.

Das Gehäuse 6 ist mit einer Öffnung 8 versehen, wie in Fig. 1 gezeigt. Diese Öffnung 8 ist so angebracht, daß die Eindringtiefe des Eintreibkörpers in das Werkstück abgelesen werden kann. Die Öffnung 8 kann zweckmäßig mit einem Maßstab 10 versehen sein, der an den Gebrauch des Werkzeugs und die Beschaffenheit des Werkstücks angepaßt sein kann.

Das Halteorgan kann durch das Vorderende 9 des Werkzeugs mittels eines einschiebbaren Zapfens 12 gesperrt werden, der manuell in das Organ eingeschoben werden kann. Dadurch wird verhindert, daß sich während des Austausches des Dorns die Buchse, die den Eintreibkörper hält, dreht und es wird weiterhin das Organ in der vorgeschobenen Stellung festgehalten. Dadurch kann das Werkzeug als ein ahleähnliches Werkzeug zur orientierenden Prüfung der Oberflächenbeschaffenheit des Werkstücks beim Einstechen des Eintreibkörpers in das Werkstück verwendet werden.

Das Vorderende 9 ist zur Bildung einer schrägen Anschlagfläche 11 schräg abgeschnitten. Es sind zwei gegenüberliegende schräge Anschlagflächen 11 dargestellt. Auf den nichtabgeschnittenen Teilen des Vorderendes 9 sind ein oder mehrere Zapfen vorgesehen, wie sie aus Fig. 2 ersichtlich sind. Diese Zapfen erleichtern das Einschieben, da sie in das Werkstück eindringen können und es während des Abzugs festhalten. Wenn man es wünscht, in einer schrägen Richtung einzutreiben, d. h. nicht rechtwinklig zur Oberfläche des Werkstücks, werden die Anschlagflächen als Orientierungshilfe für das Werkzeug benutzt. Dies ist bei Untersuchungen von vergrabenen Pfosten besonders zweckmäßig, weil dadurch vermieden wird, daß man unnötig große Erdmengen entfernen muß.

Um die Benutzung zu beschreiben, wird im folgenden auf Fig. 3 verwiesen, die das Werkzeug in Gebrauch zeigt. Der Abzug wird durch einen Druck von Hand unter Überwindung der genannten Federkräfte belastet. Diese Federbelastung ist von einer bestimmten Größe, um zu sichern, daß das Vorderende 9 des Werkzeugs einen genauen abgestimmten Anlaßdruck gegen das Werkstück 1 hat. Dies ist eine Bedingung für die Vergleichbarkeit der Messungen. Es sichert, daß der Eintreibkörper immer zu dem richtigen Zeitpunkt ausgelöst wird, nämlich wenn der Federdruck überwunden ist. Während dem Eindringen des Eintreibkörpers in das Werkstück werden Bruchflächen in dem Werkstück in Abhängigkeit von dessen Zustand und Beschaffenheit hervorgebracht. Da die Eindringtiefe von allen Faktoren abhängig ist, die für die mechanischen Eigenschaften des Werkstücks von Bedeutung sind, ist diese deshalb ein Maßstab für die Festigkeit des Werkstücks. Diese Festigkeit kann direkt abgelesen werden, indem man die Stellung des Trägheitskörpers durch die Öffnung 8 in dem Werkzeug beobachtet. Wenn man jetzt das Verhältnis von Eindringtiefe und Festigkeit eines Werkstücks experimentiell bestimmt und dies auf dem Maßstab angibt, kann man das Werkzeug als Festigkeitsmesser verwenden.

Es ist außerordentlich wichtig, daß man unmittelbar nach dem Eintreiben bestimmen kann, ob das Werkstück die genügende Festigkeit hat. Das gilt für Leitungsarbeiten an Holzmasten, Fundamenten, Pfostenkonstruktionen usw. Diese Messungen können von Personen ohne besondere Voraussetzungen ausgeführt werden, und da kein Eingriff in dem Werkstück geschieht, der es schwächen kann, ist diese Festigkeitsmessung besonders zweckmäßig.


Anspruch[de]
  1. 1. Vorrichtung zum Bestimmen der Schlagbruchfestigkeit von Holzwerkstücken, gekennzeichnet durch

    einen mit seinem stumpfen Vorderende (3) mittels einer Feder (7) mit vorgegebener Federkraft in das Holzwerkstück (1) eintreibbaren Eintreibkörper (2), einen mit dem Eintreibkörper und der Feder verbundenen Trägheitskörper (5), wobei der Trägheitskörper in einem Gehäuse (6) linear hin- und herbeweglich gelagert ist,

    durch eine mit Hilfe wenigstens einer Feder (17) vorbelastete, dem Eintreibkörper gegenüberliegende Auslöseeinrichtung (13), wobei diese Feder (17) so gewählt ist, daß ihre Überwindung einen vorbestimmten Anpreßdruck des Gerätes am Holzwerkstück gewährleistet und

    durch eine Einrichtung (8, 10) zum Ermitteln der Eindringtiefe.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vordere Ende (9) des Gehäuses (6) mit schrägen Anschlagflächen (11) versehen ist, mit deren Hilfe der Eintreibkörper (2) in der dem Winkel der Anschlagfläche (11) zur Gehäuselängsachse entsprechenden Neigung in das Holzwerkstück (1) eintreibbar ist.






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