DIN 52295-2010 Testing of glass - Pendulum impact test on containers - Testing by attributes and by variables《玻璃检验 容器的摆锤撞击试验 属性检验和品种检验》.pdf

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1、Mrz 2010DEUTSCHE NORM Normenausschuss Verpackungswesen (NAVp) im DINNormenausschuss Bauwesen (NABau) im DINNormenausschuss Medizin (NAMed) im DINPreisgruppe 7DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Norm

2、ung e.V., Berlin, gestattet.ICS 55.100; 81.040.30!$GI“1563638www.din.deDDIN 52295Prfung von Glas Pendelschlagversuch an Behltnissen Attribut- und VariablenprfungTesting of glass Pendulum impact test on containers Testing by attributes and by variablesEssais du verre Essai de rsistance aux chocs au p

3、endule pour rcipients Essais par attributs et par variablesAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 52295:1993-04www.beuth.deGesamtumfang 10 SeitenDIN 52295:2010-03 Vorwort Diese Norm wurde im NA 115-02-04 AA Behltnisse aus Glas“ berarbeitet. Diese Norm enthlt im Ab

4、schnitt Schutzvorrichtungen“ sicherheitstechnische Festlegungen im Sinne des Gesetzes ber technische Arbeitsmittel (Gertesicherheitsgesetz). nderungen Gegenber DIN 52295:1993-04 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) im Anwendungsbereich wurde im zweiten Satz . auf den Abfllstraen .“ gestrichen;

5、b) Abschnitt Normative Verweisungen“ aktualisiert; c) im Abschnitt Pendel“ wurde DIN 50103-1 durch DIN EN ISO 6508-1 ersetzt; d) im Abschnitt Proben“ wurden DIN ISO 2859-1 und DIN ISO 3951-1 ersetzt; e) im Abschnitt Attributprfung“ wurde der letzte Satz gendert; f) im Abschnitt Variablenprfung“ wurd

6、e der folgende Zusatz aufgenommen: Die nicht gebrochenen Proben sind zu zhlen.“ g) Abschnitt Prfbericht“ wurde ergnzt; h) redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 52295: 1983-09, 1993-04 2 DIN 52295:2010-03 1 Anwendungsbereich Diese Norm legt die Prfbedingungen fr den Pendelschlagversuch zur Be

7、stimmung des Festigkeits-verhaltens von Behltnissen aus Glas gegenber Schlagbeanspruchung fest. Damit soll die in der Praxis auftretende Schlagbeanspruchung simuliert werden. Bei der Attributprfung wird der Pendelschlagversuch mit vorgegebenem Schlagimpuls durchgefhrt; die Anzahl der gebrochenen Pro

8、ben wird gezhlt. Bei der Variablenprfung werden die Proben wiederholten Pendelschlagversuchen mit steigendem Schlag-impuls bis zum Bruch unterworfen. 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur di

9、e in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 5401, Wlzlager Kugeln fr Wlzlager und allgemeinen Industriebedarf DIN 51220, Werkstoffprfmaschinen Allgemeines zu Anforderungen an Werkstoffprfmas

10、chinen und zu deren Prfung und Kalibrierung DIN 51222, Prfung metallischer Werkstoffe Kerbschlagbiegeversuch Besondere Anforderungen an Pendelschlagwerke mit einem Nennarbeitsvermgen 50 J und deren Prfung DIN EN ISO 6508-1, Metallische Werkstoffe Hrteprfung nach Rockwell - Teil 1: Prfverfahren (Skal

11、en A, B, C, D, E, F, G, H, K, N, T) DIN ISO 2859-1, Annahmestichprobenprfung anhand der Anzahl fehlerhafter Einheiten oder Fehler (Attributprfung) Teil 1: Nach der annehmbaren Qualittsgrenzlage (AQL) geordnete Stichprobenplne fr die Prfung einer Serie von Losen DIN ISO 3951-1, Verfahren fr die Stich

12、probenprfung anhand quantitativer Merkmale (Variablenprfung) Teil 1: Spezifikation fr Einfach-Stichprobenanweisungen fr losweise Prfung, geordnet nach der annehm-baren Qualittsgrenzlage (AQL) fr ein einfaches Qualittsmerkmal und einfache AQL 3 Begriffe Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die fo

13、lgenden Begriffe. 3.1 Schlagimpuls p Impuls des Pendels beim Auftreffen auf die Probe, angegeben in der Einheit kg m/s 3.2 Auftreffgeschwindigkeit v0Geschwindigkeit des Schlagkopfes unmittelbar vor Auftreffen auf die Probe 3 DIN 52295:2010-03 4 Kurzbeschreibung der Verfahren Die Probe wird in das Pe

14、ndelschlagwerk so eingelegt, dass sie in Hhe der horizontalen Prfebene in einem V-frmigen Gabel-Widerlager anliegt. Bei der Attributprfung werden die Proben durch vier um etwa 90 versetzte Schlge des Pendels mit dem vorgegebenen Schlagimpuls beansprucht. Bei der Variablenprfung werden die Proben dur

15、ch wiederholte Schlge des Pendels mit jeweils gesteigertem Schlagimpuls bis zum Bruch beansprucht. Zwischen den aufeinanderfolgenden Schlgen werden die Proben, sofern nichts anderes vereinbart, um etwa 30 gedreht. 5 Bezeichnungen Bezeichnung der Attributprfung beim Pendelschlagversuch an Behltnissen

16、 aus Glas (A2): Prfung DIN 52295 A2 Bezeichnung der Variablenprfung beim Pendelschlagversuch an Behltnissen aus Glas (V2): Prfung DIN 52295 V2 6 Gert 6.1 Pendelschlagwerk Als Prfgert dient ein Pendelschlagwerk, das im Wesentlichen aus dem Gestell, dem Pendel mit Schlagkopf, dem Auflager und Widerlag

17、er, der Ausklinkvorrichtung und der Anzeigeeinrichtung besteht. 6.2 Gestell 6.2.1 Im Oberteil des Gestells ist die Pendellagerung eingebaut. Das Unterteil des Gestells unterhalb der Oberkante des Auflagers muss mindestens das 12fache der Pendelmasse betragen. 6.2.2 Das Pendelschlagwerk muss so aufge

18、stellt werden, dass das Auflager waagerecht liegt. 6.2.3 Das Unterteil des Gestells ist verschiebungsfrei aufzustellen. 6.3 Pendel 6.3.1 Das Pendel besteht aus einer Pendelstange von (294 1) mm Lnge. 6.3.2 Die Auflagekraft F des Schlagkopfes einschlielich Pendelstange betrgt (6,2 0,2) N. 6.3.3 Der S

19、chlagkopf ist mit einer Stahlkugel von (25,4 0,1) mm Durchmesser zu versehen. Die Hrte der Kugelkalotte muss (63 3) HRC nach DIN EN ISO 6508-1 betragen. Eine Kugel nach DIN 5401 25,400 mm V gengt diesen Bedingungen. 6.3.4 Das Pendel muss reibungsarm gelagert sein. 6.3.5 Das Widerlager muss in gleich

20、er Hhe wie der Schlagkopf angeordnet sein. 4 DIN 52295:2010-03 Legende 1 Pendeldrehachse 2 Auftreffpunkt F Auflagekraft L Pendellnge Bild 1 Schematischer Lageplan der wesentlichen Kenngren 6.4 Auflager und Widerlager Das Auflager muss so beschaffen sein, dass die Proben einen sicheren Stand haben un

21、d am Widerlager in Hhe der horizontalen Prfebene anliegen. Das starre Widerlager besteht aus einer V-frmigen, horizontal gelagerten Gabel mit einem ffnungswinkel von 120 und muss mit der Masse des Pendelschlagwerkes, die mindestens das 20fache der Masse des Pendels betragen muss, fest verbunden sein

22、. Durch konstruktive Manahmen drfen auch Versteifungselemente eingebaut werden, die ein Nachfedern verhindern. Das Auflager muss in der Hhe verstellbar sein, damit die Prfebene der Proben den Erfordernissen ent-sprechend frei gewhlt werden kann. 6.5 Ausklinkvorrichtung Beim Ausklinken darf das Pende

23、l weder nach der einen noch nach der anderen Richtung beschleunigt wer-den, siehe auch 6.7. 6.6 Anzeigeeinrichtung Die Anzeigeeinrichtung ist auf der Halterung der Pendelachse angebracht. Sie trgt die kg m/s geteilte Skale. 6.7 Schutzvorrichtungen Das Pendelschlagwerk ist so aufzustellen oder durch

24、zustzliche Gitter so zu umgeben, dass Unbefugte nicht ohne weiteres in den Schlagbereich des Pendels kommen knnen. Die durch das Zerschlagen der Proben entstehenden Splitter mssen durch geeignete Schutzvorrichtungen aufgefangen werden. Die Ausklinkvorrichtung des Pendels muss gegen unbeabsichtigtes

25、Auslsen gesichert sein, z. B. durch eine Zweihandauslsung. Siehe hierzu auch die Erluterungen im Anhang A und in DIN 51220. 5 DIN 52295:2010-03 7 Proben Es ist immer eine grere Anzahl gleicher Proben zu prfen, mindestens aber 20 Stck. Falls eine Lieferung geprft werden soll, richten sich bei der Att

26、ributprfung Probenahme und Probenanzahl nach DIN ISO 2859-1. Die AQL-Werte sind zwischen Lieferer und Abnehmer zu vereinbaren. richten sich bei der Variablenprfung Probenahme und Probenanzahl nach DIN ISO 3951-1. Die AQL-Werte sind zwischen Lieferer und Abnehmer zu vereinbaren. 8 Durchfhrung 8.1 All

27、gemeine Prfbedingungen Die Prfung ist bei einer Raumtemperatur von 18 C bis 28 C durchzufhren. Die Temperatur der Probe darf bei der Prfung um nicht mehr als 5 C von der vorhandenen Raumtemperatur abweichen. Die Proben sind in das Pendelschlagwerk so einzusetzen, dass sie in Hhe der horizontalen Prf

28、ebene in dem V-frmigen Gabel-Widerlager fest anliegen. Der Schlagort muss der grte Durchmesser der Probe im Krperbereich des Behltnisses sein, d. h. sein Kontaktpunkt. Sind mehrere Kontaktpunkte vorhanden oder eine Kontaktlinie, so muss, wenn nichts anderes vereinbart wurde, der oberste Kontaktpunkt

29、 des Behltnisses der Schlagort sein. Fr unrunde Behltnisse sind entsprechende Prfbedingungen zu vereinbaren. Das Widerlager ist so zu justieren, dass das Pendel in ausgeklinkter Ruhestellung die Probe ohne Druck berhrt. Das Pendel ist um den vorgegebenen Schlagimpuls auszulenken und in dieser Stellu

30、ng einzuklinken. Nach dem Schlieen des Splitterschutzes ist das Pendel so auszuklinken, dass es infolge der Schwerkraft mit dem vorgegebenen Impuls auf die Probe trifft. Das Pendel ist nach dem Schlag anzuhalten, damit kein Sekundrschlag erfolgt. 8.2 Attributprfung Die Prfung ist wie in 8.1 beschrie

31、ben durchzufhren. Jede Probe ist viermal jeweils um etwa 90 versetzt mit dem vereinbarten Schlagimpuls zu prfen. Hierbei mssen zwei Schlge auf den Krpernahtbereich, sofern vorhanden, der Probe erfolgen. 8.3 Variablenprfung Die Prfung ist wie in 8.1 beschrieben durchzufhren. Sofern nicht anderes vere

32、inbart, ist jede Probe zunchst mit einem Schlagimpuls von 0,252 kg m/s zu prfen. Dabei darf auch der Krpernahtbereich Schlagort sein. Tritt hierbei kein Bruch ein, sind nacheinander weitere Schlge mit einer Erhhung des Schlagimpulses um jeweils 0,063 kg m/s durchzufhren, bis die Probe zu Bruch geht.

33、 Nach jedem Schlag sind, sofern nichts anderes vereinbart, die Proben um etwa 30 zu drehen. 6 DIN 52295:2010-03 9 Auswertung 9.1 Attributprfung Die gebrochenen Proben sind zu zhlen. 9.2 Variablenprfung Fr jede Probe ist der Schlagimpuls, bei dem sie gebrochen ist, festzustellen. Fr diesen Schlagimpu

34、ls aller Proben ist der arithmetische Mittelwert x und die Standardabweichung s zu berechnen. Die nicht gebrochenen Proben sind zu zhlen. 10 Prfbericht Der Prfbericht muss folgende Angaben beinhalten: a) Verweis auf diese Norm; b) Beschreibung des Behltnisses (Form, Volumen, Masse, Beschriftung, Gla

35、sfarbe); c) Zeit und Ort der Probenahme; d) Art der Probenahme; e) Anzahl der geprften Proben; f) gegebenenfalls vereinbarte Prfbedingungen (z. B. Schlagort, Drehwinkel, Anfangs-Schlagimpuls); g) Bei der Attributprfung: angewendeter Schlagimpuls in kg m/s, Anzahl der gebrochenen Proben; h) Bei der V

36、ariablenprfung: Schlagimpuls in kg m/s, bei dem die Proben gebrochen sind, Einzelwerte, arithmetischer Mittelwert x und Standardabweichung s; Anzahl der nicht gebrochenen Proben. 7 DIN 52295:2010-03 Anhang A (informativ) Erluterungen Der Abschnitt Schutzvorrichtungen“ (6.7) enthlt die fr alle Pendel

37、schlagwerke unbedingt notwendigen sicherheitstechnischen Bedingungen. Weitere Bedingungen sind in DIN 51220 festgelegt. Die Ergebnisse von Pendelschlagversuchen werden zurzeit sehr verschieden entsprechend der Teilung der Skalen der Pendelschlagwerke angegeben, und zwar als a) Geschwindigkeit des Sc

38、hlagkopfes vor dem Aufschlag, v, b) Quadrat der Geschwindigkeit des Schlagkopfes vor dem Aufschlag, v2, c) kinetische Energie unmittelbar vor dem Aufschlag, Ekin, d) Impuls (unmittelbar vor dem Aufschlag), p. Nach der Norm sind die Ergebnisse des Pendelschlagversuches in Werten der Schlagimpuls-Skal

39、e (Skalen-art d) anzugeben. Die nachfolgenden Ausfhrungen zur Umrechnung der Werte in Einheiten der anderen Skalen auf Einheiten der Schlagimpuls-Skale beziehen sich auf die in der Glasindustrie fr den Pendel-schlagversuch bliche Prfgerteausfhrung und vernachlssigen Unterschiede in den Masystemen. F

40、r ein mathematisches Pendel gelten die Gleichungen (A.1) bis (A.4). (Das mathematische Pendel ist ein idealisiertes Pendel mit punktfrmiger Masse m und einer starren masselos gedachten Pendelstange der Lnge l. Ein Fadenpendel ist eine recht gute Realisierung.) )cos1(2n= lgv (A.1) )cos1(2n2= lgv (A.2

41、) )cos1(2n2kin= lgmvmE (A.3)cos1(2n= lgmvmp .4) Dabei ist (siehe auch Bild A.1): der Fallwinkel des Pendels; )cos1( =lh die Fallhhe des Pendels; =ng 9,806 65 m/s2die Normalbeschleunigung; l die Pendellnge des mathematischen Pendels; m die punktfrmige Masse des mathematischen Pendels. 8 DIN 52295:201

42、0-03 Aus den Gleichungen (A.3) und (A.4) folgt Gleichung (A.5): mpE22kin= (A.5) Das fr den Pendelschlagversuch nach dieser Norm zu verwendende Pendelschlagwerk hat eine masse-behaftete, zu Biegeschwingungen anregbare Pendelstange, und die Masse ist nicht in einem Punkt vereinigt. Deshalb mssen bei d

43、er Konstruktion und der Skalenberechnung weitere Begriffe zur Anwendung gelangen, selbst wenn dies praktisch nur wenige Prozent Abweichungen vom Idealfall bedingt; die Begriffe mssen mit DIN 51222 im Einklang stehen. Diese Begriffe werden nachfolgend erlutert und mglichst auf das mathematische Pende

44、l zurckgefhrt: Bild A.1 Beziehungen zur Berechnung von Geschwindigkeit des Schlagkopfes, der kinetischen Energie und des Impulses unmittelbar vor dem Aufschlag 1) Eingefhrt wird zuerst die Pendellnge L als Abstand der Pendeldrehachse bis zum Auftreffpunkt des Schlagkopfes (Messverfahren: Lngenmessun

45、g). 2) Zu unterscheiden ist die reduzierte Pendellnge Lred. Das ist der Abstand Pendeldrehachse bis zum Schwingungsmittelpunkt. (Das Messverfahren ist in DIN 51222 beschrieben; es beruht auf einer Zeitmessung.) Der Name Schwingungsmittelpunkt“ soll andeuten, dass die Schwingungsdauer eines physikali

46、schen Pendels, das beim Pendelschlagwerk nach dieser Norm vorliegt, unverndert bliebe, wenn man sich die gesamte Masse punktfrmig dort konzentriert dchte. Fr die Berechnung der Geschwindigkeit kann in Gleichung (A.1) die Lnge l durch Lredersetzt werden, siehe Gleichung (A.6): )cos1(2redn= Lgv (A.6)

47、Damit ist die Herstellung der Skale fr die Geschwindigkeit v (Skalenart a) angegeben; denn fr jedes an einer Winkelskale, die nach DIN 51222 an der Pendelstange anlegbar sein muss, kann mittels Gleichung (A.6) der Wert v errechnet und angeschrieben werden. 9 DIN 52295:2010-03 10 3) Fr das Quadrat de

48、r Geschwindigkeit des Schlagkopfes vor dem Aufschlag gilt sinngem Gleichung (A.7): )cos1(2redn2= Lgv (A.7) Das ist Skalenart b. 4) Fr die Bestimmung der Skale der kinetischen Energie (Skalenart c) ist ein Versuch erforderlich. Das Pendel wird auf den Fallwinkel = 90, d. h. waagerecht, gestellt und die Auflagekraft F im Abstand L, d. h. in der Hhe h = L ber dem Ruhepunkt, durch eine Wgung ermittelt. Die potentielle Energie ab Ruhelage des Pendels betrgt also Epot= F h, und diese ist (abgesehen von der geringen Reibung) gleich der kinetischen Energie in der Ruhestellung