EN ISO 148-2:2016
(Main)Metallic materials - Charpy pendulum impact test - Part 2: Verification of testing machines (ISO 148-2:2016)
Metallic materials - Charpy pendulum impact test - Part 2: Verification of testing machines (ISO 148-2:2016)
ISO 148-2:2016 covers the verification of pendulum-type impact testing machines, in terms of their constructional elements, their overall performance and the accuracy of the results they produce. It is applicable to machines with 2 mm or 8 mm strikers used for pendulum impact tests carried out, for instance, in accordance with ISO 148‑1.
It can be applied to pendulum impact testing machines of various capacities and of different design.
Impact machines used for industrial, general or research laboratory testing of metallic materials in accordance with this part of ISO 148 are referred to as industrial machines. Those with more stringent requirements are referred to as reference machines. Specifications for the verification of reference machines are found in ISO 148‑3.
ISO 148-2:2016 describes two methods of verification.
a) The direct method, which is static in nature, involves measurement of the critical parts of the machine to ensure that it meets the requirements of this part of ISO 148. Instruments used for the verification and calibration are traceable to national or international standards.
b) The indirect method, which is dynamic in nature, uses reference test pieces to verify points on the measuring scale for absorbed energy. The requirements for the reference test pieces are found in ISO 148‑3.
A pendulum impact testing machine is not in compliance with this part of ISO 148 until it has been verified by both the direct and indirect methods and meets the requirements of Clause 6 and Clause 7.
ISO 148-2:2016 describes how to assess the different components of the total energy absorbed in fracturing a test piece. This total absorbed energy consists of
- the energy needed to fracture the test piece itself, and
- the internal energy losses of the pendulum impact testing machine performing the first half-cycle swing from the initial position.
NOTE Internal energy losses are due to the following:
- air resistance, friction of the bearings of the rotation axis and of the indicating pointer of the pendulum which can be determined by the direct method (see 6.4.5);
- shock of the foundation, vibration of the frame and pendulum for which no suitable measuring methods and apparatus have been developed.
Metallische Werkstoffe - Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy - Teil 2: Überprüfung der Prüfmaschinen (Pendelschlagwerke) (ISO 148-2:2016)
In diesem Teil von ISO 148 werden die Überprüfung eines Pendelschlagwerks hinsichtlich seiner einzelnen Teile, seiner gesamten Schlagarbeit und der Genauigkeit der erhaltenen Ergebnisse festgelegt. Er gilt für Pendelschlagwerke mit 2 mm Hämmern oder mit 8 mm Hämmern, die z. B. für Kerbschlagbiegeversuche nach ISO 148-1 angewendet werden.
Dieser Teil von ISO 148 kann auf Pendelschlagwerke anderer Bauarten angewendet werden, die auch ein anderes Arbeitsvermögen haben können.
Pendelschlagwerke, die für die Prüfung metallischer Werkstoffe nach dem vorliegenden Teil von ISO 148 für betriebliche, für allgemeine und für Forschungszwecke vorgesehen sind, werden als Betriebs Pendelschlag-werke bezeichnet. Pendelschlagwerke, für die strengere Anforderungen gelten, werden als Referenz-Pendel-schlagwerke bezeichnet. Festlegungen für die Überprüfung von Referenz Pendelschlagwerken sind in ISO 148-3 enthalten.
In diesem Teil von ISO 148 werden zwei Verfahren zur Überprüfung der Prüfmaschinen beschrieben:
1) Das direkte Verfahren, bei dem eine statische Einzelprüfung der kritischen Teile des Pendelschlagwerks unter Einbeziehung von Messungen durchgeführt wird um sicherzustellen, dass die Anforderungen dieses Teils von ISO 148 erfüllt werden. Die für Überprüfung und Kalibrierung eingesetzten Geräte sind auf nationale Normale rückführbar.
2) Das indirekte Verfahren, welches prinzipiell dynamisch ist und an Referenzproben durchgeführt wird, um den Anzeigebereich an verschiedenen Stellen der Skala zu überprüfen.
Ein Pendelschlagwerk entspricht erst dann diesem Teil von ISO 148, wenn Überprüfungen sowohl nach dem direkten als auch nach dem indirekten Verfahren durchgeführt wurden und das Pendelschlagwerk den in den Abschnitten 6 und 7 festgelegten Anforderungen entspricht. Die Anforderungen an die Referenzproben werden in ISO 148-3 festgelegt.
Dieser Teil von ISO 148 beschreibt, wie die verschiedenen Komponenten der gesamten verbrauchten (absorbierten) Energie zum Brechen der Probe bewertet werden. Die gesamte verbrauchte Schlag¬energie besteht
aus der zum Bruch der Probe benötigten Energie und
aus den internen Energieverlusten des Pendelschlagwerks, nachdem das aus seiner Ausgangsstellung ausgeklinkte Pendel die erste Halbschwingung durchlaufen hat.
ANMERKUNG Die internen Energieverluste sind zurückzuführen auf
Luftwiderstand, Reibung in der Lagerung für die Drehachse und des Zeigers des Pendels, die nach dem direkten Verfahren bestimmt werden können (siehe 6.4.5) und
Erschütterungen des Fundaments, Schwingungen des Maschinengestells und des Pendels, für die keine geeigneten Messverfahren und Messgeräte entwickelt wurden.
Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy - Partie 2: Vérification des machines d'essai (mouton-pendule) (ISO 148-2:2016)
ISO 148-2:2016 traite de la vérification des éléments des machines d'essai de flexion par choc (moutons-pendules) concernant leurs éléments de construction, leur performance globale et la précision des résultats qu'ils produisent. Elle s'applique aux machines ayant des couteaux de 2 mm ou de 8 mm utilisées pour les essais de flexion par choc effectués par exemple conformément à l'ISO 148‑1.
Elle peut s'appliquer de manière analogue aux moutons-pendules de capacités ou de conceptions différentes.
Les machines de choc utilisées pour les essais des matériaux métalliques par des laboratoires industriels, généralistes ou de recherche conformément à la présente partie de l'ISO 148 sont qualifiées de machines industrielles. Celles répondant à des exigences plus contraignantes sont qualifiées de machines de référence. Les exigences relatives à la vérification des machines de référence sont fixées dans l'ISO 148‑3.
ISO 148-2:2016 décrit deux méthodes de vérification.
a) La méthode directe, qui est de nature statique, comprend des mesurages sur les parties critiques de la machine pour s'assurer qu'elle satisfait aux exigences de la présente partie de l'ISO 148. Les instruments utilisés pour la vérification et l'étalonnage ont une traçabilité aux étalons nationaux. Les méthodes directes sont utilisées lors de l'installation ou de la réparation de la machine ou lorsque la méthode indirecte donne un résultat non conforme.
b) La méthode indirecte, qui est de nature dynamique, utilise des éprouvettes de référence afin de vérifier des points sur l'échelle de mesure.
Un mouton-pendule n'est pas conforme à la présente partie de l'ISO 148 tant qu'il n'a pas été vérifié par les deux méthodes, directe et indirecte, et satisfait aux exigences des Articles 6 et 7.
ISO 148-2:2016 décrit comment prendre en compte les différentes composantes de l'énergie totale absorbée par la rupture de l'éprouvette au moyen d'une méthode indirecte. Cette énergie totale absorbée consiste en
- l'énergie nécessaire pour rompre l'éprouvette elle-même, et
- les pertes internes d'énergie du mouton-pendule effectuant la première demi-oscillation depuis sa position initiale.
NOTE Les pertes internes d'énergie sont dues:
- à la résistance de l'air, aux frottements des paliers de l'axe de rotation et de l'indicateur du mouton-pendule et peuvent être déterminées par la méthode directe (voir 6.4.5), et
- au choc sur les fondations, aux vibrations du bâti et du pendule, pour lesquelles aucune méthode de mesure et aucun appareillage appropriés n'ont été développés.
Kovinski materiali - Udarni preskus po Charpyju - 2. del: Preverjanje preskusnih naprav (ISO 148-2:2016)
Ta del standarda ISO 148 zajema preverjanje preskusnih naprav za udarno preskušanje na podlagi njihovih konstrukcijskih elementov, splošne učinkovitosti in točnosti rezultatov. Uporablja se za naprave z 2-mm ali 8-mm udarnimi kladivi pri udarnih preskusih, izvedenih na primer v skladu s standardom ISO 148-1.
Lahko se uporablja za naprave za udarno preskušanje različnih zmogljivosti in oblik.
Udarne naprave, ki se uporabljajo za industrijsko, splošno ali laboratorijsko preskušanje kovinskih materialov v
skladu s tem delom standarda ISO 148, se imenujejo industrijske naprave. Naprave s strožjimi zahtevami se imenujejo referenčne naprave. Specifikacije za preverjanje referenčnih naprav so navedene v standardu ISO 148-3.
Ta del standarda ISO 148 opisuje dve metodi preverjanja.
a) Neposredna metoda, ki je po naravi statična, vključuje merjenje kritičnih delov
naprave, da se zagotovi skladnost z zahtevami tega dela standarda ISO 148. Instrumenti, ki se uporabljajo za
preverjanje in umerjanje, so sledljivi do nacionalnih ali mednarodnih standardov.
b) Posredna metoda, ki je po naravi dinamična, z referenčnimi preskušanci preveri točke na merilu za absorbirano energijo. Zahteve za referenčne preskušance so navedene v standardu ISO 148-3.
Naprava za udarno preskušanje ni v skladu s tem delom standarda ISO 148, dokler ni
preverjena z neposredno in posredno metodo ter ne izpolnjuje zahtev iz točk 6 in 7.
Ta del standarda ISO 148 opisuje način za oceno različnih sestavnih delov skupne količine absorbirane energije pri prelomu preskušanca. Skupna količina absorbirane energije je sestavljena iz
– energije, ki je potrebna za prelom preskušanca, in
– notranjih izgub energije naprave za udarno preskušanje pri izvajanju prvega polkrožnega zamaha od začetnega položaja.
OPOMBA: Do notranjih izgub energije pride zaradi:
– zračnega upora, trenja ležajev vrtilne osi in kazalca nihala, ki jih je mogoče ugotoviti z neposredno metodo (glej 6.4.5);
– udara podlage, vibracije okvirja in nihala, za kar ni bila razvita nobena ustrezna merilna metoda ali naprava.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
SLOVENSKI STANDARD
01-februar-2017
1DGRPHãþD
SIST EN ISO 148-2:2009
Kovinski materiali - Udarni preskus po Charpyju - 2. del: Preverjanje preskusnih
naprav (ISO 148-2:2016)
Metallic materials - Charpy pendulum impact test - Part 2: Verification of testing
machines (ISO 148-2:2016)
Metallische Werkstoffe - Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy - Teil 2: Prüfung der
Prüfmaschinen (Pendelschlagwerke) (ISO 148-2:2016)
Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy - Partie 2:
Vérification des machines d'essai (mouton-pendule) (ISO 148-2:2016)
Ta slovenski standard je istoveten z: EN ISO 148-2:2016
ICS:
77.040.10 Mehansko preskušanje kovin Mechanical testing of metals
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
EN ISO 148-2
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
November 2016
EUROPÄISCHE NORM
ICS 77.040.10 Supersedes EN ISO 148-2:2008
English Version
Metallic materials - Charpy pendulum impact test - Part 2:
Verification of testing machines (ISO 148-2:2016)
Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur Metallische Werkstoffe - Kerbschlagbiegeversuch nach
éprouvette Charpy - Partie 2: Vérification des machines Charpy - Teil 2: Überprüfung der Prüfmaschinen
d'essai (mouton-pendule) (ISO 148-2:2016) (Pendelschlagwerke) (ISO 148-2:2016)
This European Standard was approved by CEN on 20 August 2016.
CEN members are bound to comply with the CEN/CENELEC Internal Regulations which stipulate the conditions for giving this
European Standard the status of a national standard without any alteration. Up-to-date lists and bibliographical references
concerning such national standards may be obtained on application to the CEN-CENELEC Management Centre or to any CEN
member.
This European Standard exists in three official versions (English, French, German). A version in any other language made by
translation under the responsibility of a CEN member into its own language and notified to the CEN-CENELEC Management
Centre has the same status as the official versions.
CEN members are the national standards bodies of Austria, Belgium, Bulgaria, Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia,
Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia, France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania,
Luxembourg, Malta, Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland, Turkey and
United Kingdom.
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
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© 2016 CEN All rights of exploitation in any form and by any means reserved Ref. No. EN ISO 148-2:2016 E
worldwide for CEN national Members.
Contents Page
European foreword . 3
European foreword
This document (EN ISO 148-2:2016) has been prepared by Technical Committee ISO/TC 164
“Mechanical testing of metals” in collaboration with Technical Committee ECISS/TC 101 “Test methods
for steel (other than chemical analysis)” the secretariat of which is held by AFNOR.
This European Standard shall be given the status of a national standard, either by publication of an
identical text or by endorsement, at the latest by May 2017, and conflicting national standards shall be
withdrawn at the latest by May 2017.
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. CEN [and/or CENELEC] shall not be held responsible for identifying any or all such patent
rights.
This document supersedes EN ISO 148-2:2008.
According to the CEN-CENELEC Internal Regulations, the national standards organizations of the
following countries are bound to implement this European Standard: Austria, Belgium, Bulgaria,
Croatia, Cyprus, Czech Republic, Denmark, Estonia, Finland, Former Yugoslav Republic of Macedonia,
France, Germany, Greece, Hungary, Iceland, Ireland, Italy, Latvia, Lithuania, Luxembourg, Malta,
Netherlands, Norway, Poland, Portugal, Romania, Slovakia, Slovenia, Spain, Sweden, Switzerland,
Turkey and the United Kingdom.
Endorsement notice
The text of ISO 148-2:2016 has been approved by CEN as EN ISO 148-2:2016 without any modification.
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 148-2
Third edition
2016-10-15
Metallic materials — Charpy
pendulum impact test —
Part 2:
Verification of testing machines
Matériaux métalliques — Essai de flexion par choc sur éprouvette
Charpy —
Partie 2: Vérification des machines d’essai (mouton-pendule)
Reference number
ISO 148-2:2016(E)
©
ISO 2016
ISO 148-2:2016(E)
© ISO 2016, Published in Switzerland
All rights reserved. Unless otherwise specified, no part of this publication may be reproduced or utilized otherwise in any form
or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting on the internet or an intranet, without prior
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ii © ISO 2016 – All rights reserved
ISO 148-2:2016(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 2
3.1 Definitions pertaining to the machine . 2
3.2 Definitions pertaining to energy . 3
3.3 Definitions pertaining to test pieces . 4
4 Symbols and abbreviated terms . 4
5 Testing machine . 6
6 Direct verification . 6
6.1 General . 6
6.2 Foundation/installation . 6
6.3 Machine framework . 7
6.4 Pendulum . 8
6.5 Anvil and supports .11
6.6 Indicating equipment .12
7 Indirect verification by use of reference test pieces .13
7.1 Reference test pieces used .13
7.2 Absorbed energy levels.13
7.3 Requirements for reference test pieces .13
7.4 Limited direct verification .13
7.5 Bias and repeatability .13
7.5.1 Repeatability .13
7.5.2 Bias .14
8 Frequency of verification .14
9 Verification report .14
9.1 General .14
9.2 Direct verification .15
9.3 Indirect verification .15
10 Uncertainty .15
Annex A (informative) Measurement uncertainty of the result of the indirect verification of
a Charpy pendulum impact machine .21
Annex B (informative) Measurement uncertainty of the results of the direct verification of
a Charpy pendulum impact testing machine .25
Annex C (informative) Direct method of verifying the geometric properties of pendulum
impact testing machines using a jig .32
Bibliography .38
ISO 148-2:2016(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www.iso.org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment,
as well as information about ISO’s adherence to the World Trade Organization (WTO) principles in the
Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: www.iso.org/iso/foreword.html.
The committee responsible for this document is ISO/TC 164, Mechanical testing of metals, Subcommittee
SC 4, Toughness testing — Fracture (F), Pendulum (P), Tear (T).
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 148-2:2008), which has been technically
revised.
ISO 148 consists of the following parts, under the general title Metallic materials — Charpy pendulum
impact test:
— Part 1: Test method
— Part 2: Verification of testing machines
— Part 3: Preparation and characterization of Charpy V-notch test pieces for indirect verification of
pendulum impact machines
iv © ISO 2016 – All rights reserved
ISO 148-2:2016(E)
Introduction
The suitability of a pendulum impact testing machine for acceptance testing of metallic materials has
usually been based on a calibration of its scale and verification of compliance with specified dimensions,
such as the shape and spacing of the anvils supporting the specimen. The scale calibration is commonly
verified by measuring the mass of the pendulum and its elevation at various scale readings. This
procedure for evaluation of machines had the distinct advantage of requiring only measurements
of quantities that could be traced to national standards. The objective nature of these traceable
measurements minimized the necessity for arbitration regarding the suitability of the machines for
material acceptance tests.
However, sometimes two machines that had been evaluated by the direct-verification procedures
described above, and which met all dimensional requirements, were found to give significantly different
impact values when testing test pieces of the same material.
This difference was commercially important when values obtained using one machine met the material
specification, while the values obtained using the other machine did not. To avoid such disagreements,
some purchasers of materials added the requirement that all pendulum impact testing machines used
for acceptance testing of material sold to them are to be indirectly verified by testing reference test
pieces supplied by them. A machine was considered acceptable only if the values obtained using the
machine agreed, within specified limits, with the value furnished with the reference test pieces.
This part of ISO 148 describes both the original direct verification and the indirect verification
procedures.
INTERNATIONAL STANDARD ISO 148-2:2016(E)
Metallic materials — Charpy pendulum impact test —
Part 2:
Verification of testing machines
1 Scope
This part of ISO 148 covers the verification of pendulum-type impact testing machines, in terms of their
constructional elements, their overall performance and the accuracy of the results they produce. It is
applicable to machines with 2 mm or 8 mm strikers used for pendulum impact tests carried out, for
instance, in accordance with ISO 148-1.
It can be applied to pendulum impact testing machines of various capacities and of different design.
Impact machines used for industrial, general or research laboratory testing of metallic materials in
accordance with this part of ISO 148 are referred to as industrial machines. Those with more stringent
requirements are referred to as reference machines. Specifications for the verification of reference
machines are found in ISO 148-3.
This part of ISO 148 describes two methods of verification.
a) The direct method, which is static in nature, involves measurement of the critical parts of the
machine to ensure that it meets the requirements of this part of ISO 148. Instruments used for the
verification and calibration are traceable to national or international standards.
b) The indirect method, which is dynamic in nature, uses reference test pieces to verify points on the
measuring scale for absorbed energy. The requirements for the reference test pieces are found in
ISO 148-3.
A pendulum impact testing machine is not in compliance with this part of ISO 148 until it has been
verified by both the direct and indirect methods and meets the requirements of Clause 6 and Clause 7.
This part of ISO 148 describes how to assess the different components of the total energy absorbed in
fracturing a test piece. This total absorbed energy consists of
— the energy needed to fracture the test piece itself, and
— the internal energy losses of the pendulum impact testing machine performing the first half-cycle
swing from the initial position.
NOTE Internal energy losses are due to the following:
— air resistance, friction of the bearings of the rotation axis and of the indicating pointer of the pendulum which
can be determined by the direct method (see 6.4.5);
— shock of the foundation, vibration of the frame and pendulum for which no suitable measuring methods and
apparatus have been developed.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO 148-1, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method
ISO 148-2:2016(E)
ISO 148-3, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 3: Preparation and characterization
of Charpy V-notch test pieces for indirect verification of pendulum impact machines
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1 Definitions pertaining to the machine
3.1.1
anvil
portion of the machine that serves to properly position the test piece for impact with respect to the
striker and the test piece supports, and supports the test piece under the force of the strike
3.1.2
base
part of the framework of the machine located below the horizontal plane of the supports
3.1.3
centre of percussion
point in a body at which, on striking a blow, the percussive action is the same as if the whole mass of the
body were concentrated at the point
Note 1 to entry: When a simple pendulum delivers a blow along a horizontal line passing through the centre of
percussion, there is no resulting horizontal reaction at the axis of rotation.
Note 2 to entry: See Figure 4.
3.1.4
centre of strike
point on the striking edge of the pendulum at which, in the free hanging position of the pendulum, the
vertical edge of the striker meets the upper horizontal plane of a test piece of half standard thickness
(i.e. 5 mm) or equivalent gauge bar resting on the test piece supports
Note 1 to entry: See Figure 4.
3.1.5
industrial machine
pendulum impact machine used for industrial, general or most research-laboratory testing of metallic
materials
Note 1 to entry: Industrial machines are not used to establish reference values, unless they also meet the
requirements of a reference pendulum (see ISO 148-3).
Note 2 to entry: Industrial machines are verified using the procedures described in this part of ISO 148.
3.1.6
reference machine
pendulum impact testing machine used to determine certified values for batches of reference test
pieces (3.3.4)
Note 1 to entry: Reference machines are verified using the procedures described in ISO 148-3.
3.1.7
striker
portion of the pendulum that contacts the test piece
Note 1 to entry: The edge that actually contacts the test piece has a radius of 2 mm (the 2 mm striker) or a radius
of 8 mm (the 8 mm striker).
Note 2 to entry: See Figure 2.
2 © ISO 2016 – All rights reserved
ISO 148-2:2016(E)
3.1.8
test piece supports
portion of the machine that serves to properly position the test piece for impact with respect to the
centre of percussion (3.1.3) of the pendulum, the striker (3.1.7) and the anvils (3.1.1)
Note 1 to entry: See Figure 2 and Figure 3.
3.2 Definitions pertaining to energy
3.2.1
total absorbed energy
K
T
total absorbed energy required to break a test piece with a pendulum impact testing machine, which is
not corrected for any losses of energy
Note 1 to entry: It is equal to the difference in the potential energy (3.2.2) from the starting position of the
pendulum to the end of the first half swing during which the test piece is broken (see 6.3).
3.2.2
initial potential energy
potential energy
K
P
potential energy of the pendulum hammer prior to its release for the impact test, as determined by
direct verification
Note 1 to entry: See 6.4.2.
3.2.3
absorbed energy
K
energy required to break a test piece with a pendulum impact testing machine, after correction for
friction as defined in 6.4.5
Note 1 to entry: The letter V or U is used to indicate the notch geometry, which is KV or KU. The number 2 or 8 is
used as a subscript to indicate striker radius, for example KV .
3.2.4
calculated energy
K
calc
energy calculated from values of angle, length and force measured during direct verification
3.2.5
nominal initial potential energy
nominal energy
K
N
energy assigned by the manufacturer of the pendulum impact testing machine
3.2.6
indicated absorbed energy
K
S
energy indicated by the display/dial of the testing machine, which may or may not need to be corrected
for friction and air resistance to determine the absorbed energy, K (3.2.3)
3.2.7
reference absorbed energy
K
R
certified value of absorbed energy (3.2.3) assigned to the reference test pieces (3.3.4) used to verify the
performance of pendulum impact machines
ISO 148-2:2016(E)
3.3 Definitions pertaining to test pieces
3.3.1
width
W
distance between the notched face and the opposite face
Note 1 to entry: In previous versions of the ISO 148 series (prior to 2016), the distance between the notched face
and the opposite face was specified as “height”. Changing this dimension to “width” makes ISO 148-2 consistent
with the terminology used in other ISO fracture standards.
3.3.2
thickness
B
dimension perpendicular to the width (3.3.1) and parallel to the notch
Note 1 to entry: In previous versions of the ISO 148 series (prior to 2016), the dimension perpendicular to
the width that is parallel to the notch was specified as “width”. Changing this dimension to “thickness” makes
ISO 148-2 consistent with the terminology used in other ISO fracture standards.
3.3.3
length
L
largest dimension perpendicular to the notch
3.3.4
reference test piece
impact test piece used to verify the suitability of a pendulum impact testing machine by comparing the
indicated absorbed energy (3.2.3) measured by that machine with the reference absorbed energy (3.2.7)
associated with the test pieces
Note 1 to entry: Reference test pieces are prepared in accordance with ISO 148-3.
4 Symbols and abbreviated terms
Table 1 — Symbols/abbreviated terms and their designations and units
Symbol/
abbreviated Unit Designation
a
term
Bias of the pendulum impact machine as determined through indirect veri-
B J
V
fication
b J Repeatability
F N Force exerted by the pendulum when measured at a distance l
F N Force exerted by the pendulum due to gravity
g
g m/s Acceleration due to gravity
[1]
GUM — Guide to the expression of uncertainty in measurement
h m Height of fall of pendulum
H m Height of rise of pendulum
Absorbed energy (expressed as KV , KV , KU , KU , to identify specific notch
2 8 2 8
K J
geometries and the radius of the striking edge)
K J Total absorbed energy
T
K J Indicated absorbed energy
S
K J Calculated energy
calc
KV J Certified KV value of the reference material used in the indirect verification
R
a
See Figure 4.
4 © ISO 2016 – All rights reserved
ISO 148-2:2016(E)
Table 1 (continued)
Symbol/
abbreviated Unit Designation
a
term
J Mean KV value of the reference test pieces tested for indirect verification
KV
V
K J Nominal initial potential energy (nominal energy)
N
K J Initial potential energy (potential energy)
P
K J Reference absorbed energy of a set of Charpy reference test pieces
R
Indicated absorbed energy or angle of rise when the machine is operated in
K or β J or °
1 1
the normal manner without a test piece in position
Indicated absorbed energy or angle of rise when the machine is operated in
K or β J or ° the normal manner without a test piece in position and without resetting the
2 2
indication mechanism
Indicated absorbed energy or angle of rise after 11 half swings when the
K or β J or ° machine is operated in the normal manner without a test piece in position and
3 3
without resetting the indication mechanism
Distance to centre of test piece (centre of strike) from the axis of rotation
l m
(length of pendulum)
l m Distance to the centre of percussion from the axis of rotation
l m Distance to the point of application of the force F from the axis of rotation
M N·m Moment equal to the product F·l
Number of reference samples tested for the indirect verification of a pendulum
n —
V
impact testing machine
p J Absorbed energy loss caused by pointer friction
p’ J Absorbed energy loss caused by bearing friction and air resistance
p J Correction of absorbed energy losses for an angle of rise β
β
r J Resolution of the pendulum scale
RM — Reference material
s J Standard deviation of the KV values obtained on n reference samples
V V
S J Bias in the scale mechanism
t s Period of the pendulum
T s Total time for 100 swings of the pendulum
T s Maximum value of T
max
T s Minimum value of T
min
u — Standard uncertainty
J
uKV
)
( Standard uncertainty of KV
V V
u(B ) J Standard uncertainty contribution from bias
V
u(F) J Standard uncertainty of the measured force, F
u(F ) J Standard uncertainty of the force transducer
ftd
u(r) J Standard uncertainty contribution from resolution
Standard uncertainty of the certified value of the reference material used for
u J
RM
the indirect verification
u J Standard uncertainty of the indirect verification result
V
α ° Angle of fall of the pendulum
β ° Angle of rise of the pendulum
a
See Figure 4.
ISO 148-2:2016(E)
Table 1 (continued)
Symbol/
abbreviated Unit Designation
a
term
υ — Degrees of freedom corresponding to u(B )
B V
υ — Degrees of freedom corresponding to u
V V
υ — Degrees of freedom corresponding to u
RM RM
a
See Figure 4.
5 Testing machine
A pendulum impact testing machine consists of the following parts (see Figure 1 to Figure 3):
a) foundation/installation;
b) machine framework: the structure supporting the pendulum, excluding the foundation;
c) pendulum, including the hammer;
d) anvils and supports (see Figure 2 and Figure 3);
e) indicating equipment for the absorbed energy (e.g. scale and friction pointer or electronic readout
device).
6 Direct verification
6.1 General
Direct verification of the machine involves the inspection of the items a) to e) listed in Clause 5.
Uncertainty estimates are required under Clause 6 for direct verification measurements to harmonize
the accuracy of the applied verification procedures. Uncertainty estimates required in Clause 6 are not
related to product standards or material property databases in any way.
The uncertainty of dial gauges, micrometres, callipers, and other commercial instrumentation used for
the direct verification measurements shall be estimated once, by the producer.
Uncertainty of a method to measure a direct verification parameter is assessed as part of the method
validation. Once method validation is completed, the uncertainty can be routinely used (provided the
same method is followed, the same instrumentation is used, and the operators are trained).
6.2 Foundation/installation
6.2.1 The foundation to which the machine is fixed and the method(s) of fixing the machine to the
foundation are of the utmost importance.
6.2.2 Inspection of the machine foundation can usually not be made once the machine has been
installed; thus, documentation made at the time of installation shall be produced to provide assurance
that the mass of the foundation is not less than 40 times that of the pendulum.
6.2.3 Inspection of the installed machine shall consist of the following.
a) Ensuring that the bolts are torqued to the value specified by the machine manufacturer. The
torque value shall be noted in the document provided by the manufacturer of the machine (see
6.2.1). If other mounting arrangements are used or selected by an end user, equivalency shall be
demonstrated.
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b) Ensuring that the machine is not subject to external vibrations transmitted through the foundation
at the time of the impact test.
NOTE This can be accomplished, for example, by placing a small container of water on any convenient
location on the machine framework. The absence of ripples on the water surface during an impact test indicates
that this requirement has been met.
6.3 Machine framework
6.3.1 Inspection of the machine framework (see Figure 1) shall consist of determining the following
items:
a) free position of the pendulum;
b) location of the pendulum in relation to the supports;
c) transverse and radial play of the pendulum bearings;
d) clearance between the hammer and the framework.
Machines manufactured after 1998 shall have a reference plane from which measurements can be made.
Annex C is provided for information.
6.3.2 The axis of rotation of the pendulum shall be parallel to the reference plane to within 2/1 000.
This shall be certified by the manufacturer.
6.3.3 The machine shall be installed so that the reference plane is horizontal to within 2/1 000.
For pendulum impact testing machines without a reference plane, the axis of rotation shall be
established to be horizontal to within 4/1 000 directly or a reference plane shall be established from
which the horizontality of the axis of rotation can be verified as described above.
6.3.4 When hanging free, the pendulum shall hang so that the striking edge is within 2,5 mm of the
position where it would just touch the test specimen.
NOTE This condition can be determined using a gauge in the form of a bar that is approximately 55 mm in
length and of rectangular section 7,5 mm by 12,5 mm (see Figure 3).
6.3.5 The plane of swing of the pendulum shall be 90,0° ± 0,1° to the axis of rotation (u < 0,05°).
6.3.6 The striker shall make contact over the full thickness of the test piece.
One method of verifying this is to use a test piece having dimensions of 55 mm × 10 mm × 10 mm that
is tightly wrapped in thin paper (e.g. by means of adhesive tape) and a striking edge that is tightly
wrapped in carbon paper with the carbon side outermost (i.e. not facing the striker). From its position
of equilibrium, the pendulum is raised a few degrees, released so that it contacts the test piece, and
prevented from contacting the test piece a second time. The mark made by the carbon paper on the
paper covering the test piece should extend completely across the paper. This verification can be
performed concurrently with that of checking the angle of contact between the striker and the test
piece (see 6.4.8).
6.3.7 The pendulum shall be located so that the centre of the striker and the centre of the gap between
the anvils are coincident to within 0,5 mm (u < 0,1 mm).
6.3.8 Axial play in the pendulum bearings shall not exceed 0,25 mm (u < 0,05 mm) measured at the
centre-of-rotation under a transverse force of approximately 4 % of the effective weight of the pendulum,
F [see Figure 4 b)], applied at the centre of strike.
g
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6.3.9 Radial play of the shaft in the pendulum bearings shall not exceed 0,08 mm (u < 0,02 mm) when
a force of 150 N ± 10 N is applied at a distance l perpendicular to the plane of swing of the pendulum.
NOTE The radial play can be measured, for example, by a dial gauge mounted on the machine frame at the
bearing housing in order to indicate movement at the end of the shaft (in the bearings) when a force of about
150 N is applied to the pendulum perpendicularly to the plane of the swing.
6.3.10 It is recommended that the mass of the base of the machine framework be at least 12 times that
of the pendulum.
6.4 Pendulum
6.4.1 The verification of the pendulum (including striker) shall consist of determining the following
quantities:
a) potential energy, K ;
P
b) error in the indicated absorbed energy, K ;
S
c) velocity of the pendulum at the instant of impact;
d) energy absorbed by friction;
e) position of the centre of percussion (i.e. distance from the centre of percussion to the axis of
rotation);
f) radius of the striking edge of the striker;
g) angle between the line of contact of the striker and the horizontal axis of the test piece.
6.4.2 The potential energy, K , shall not differ from the nominal energy, K , by more than ±1 %. The
P N
potential energy, K , shall be determined as follows.
P
The moment of the pendulum is determined by supporting the pendulum at a chosen distance, l , from
the axis of rotation by means of a knife edge on a balance or dynamometer in such a manner that the
line through the axis of rotation that joins the centre of gravity of the pendulum is horizontal within
15/1 000 [see Figure 4 a)] (u < 5/1 000).
The force, F, and the length, l , shall each be determined to an accuracy of ±0,2 %. The moment, M, is the
product of F · l .
NOTE Length l can be equal to length l.
The angle of fall, α, shall be measured to an accuracy of ±0,2°; this angle can be greater than 90°.
The potential energy, K , is then calculated by Formula (1):
P
KM=−1 cosα (1)
()
P
6.4.3 The graduation marks on the scale corresponding approximately to values of absorbed energy of
0 %, 10 %, 20 %, 30 %, 50 % and 80 % of the nominal energy shall be verified.
For each of these graduation marks, the pendulum shall be supported so that the graduation mark is
indicated by the pointer, and the angle of rise, β, then determined to ±0,2°. The calculated energy is
given by Formula (2):
KM=−coscβαos (2)
()
calc
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NOTE 1 The measurement uncertainty of l , F and β, as specified, yields a mean total measurement uncertainty
of K of approximately ±0,3 % of the full-scale value.
calc
The difference between the indicated absorbed energy, K , and the calculated energy from the measured
S
values shall not be greater than ±1 % of the energy reading or ±0,5 % of the nominal energy, K . In each
N
case, the greater value is permitted, i.e.
KK−
calc S
· 100 ≤ 1 % at between 50 % and 80 % of the nominal energy, K (3)
N
K
S
−
KK
calc S
· 100 ≤ 0,5 % at less than 50 % of the nominal energy, K (4)
N
K
N
NOTE 2 Attention is drawn to the fact that the accuracy of the absorbed energy reading is inversely
proportional to its value, and this is important when K is small in comparison with K .
N
NOTE 3 For machines with scales and readout devices that are corrected for energy losses, K should be
calc
corrected in order to compare the results properly.
6.4.4 The velocity at impact can be determined from Formula (5):
vg= 21l()−cosα (5)
where
g is the local acceleration of gravity known to 1 part in 1 000 or better, in m/s .
The velocity at impact shall be 5 m/s to 5,5 m/s (u < 0,1 m/s); however, for machines manufactured
prior to 1998, any value within the range of 4,3 m/s to 7 m/s is permissible and the value shall be stated
in the report.
6.4.5 The energy absorbed by friction includes, but is not limited to, air resistance, bearing friction and
the friction of the indicating pointer. These losses shall be estimated as follows.
6.4.5.1 To determine the loss caused by pointer friction, the machine is operated in the normal manner,
but without a test piece in position, and the angle of rise, β , or energy reading, K , is noted as indicated
1 1
by the pointer. A second test is then carried out without resetting the indication pointer and the new
angle of rise, β , or energy reading, K , is noted. Thus, the loss due to friction in the indicating pointer
2 2
during the rise is equal to as given by Formula (6):
pM=−coscββos (6)
()
when the scale is graduated in degrees, or as given by Formula (7):
pK=−K (7)
when the scale is graduated in energy units.
6.4.5.2 Determination of the losses caused by bearing friction and air resistance for one half swing is
performed as follows.
After determining β or K in accordance with 6.4.5.1, the pendulum is put into its initial position.
2 2
Without resetting the indicating mechanism, release the pendulum without shock and vibration and
permit it to swing 10 half swings. After the pendulum starts its eleventh half swing, move the indicating
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mechanism to about 5 % of the scale-range capacity and record the value as β or K . The losses by
3 3
bearing friction and air resistance for one half swing are equal to as given by Formula (8):
pM′= 110 coscββ− os (8)
()
when the scale is graduated in degrees, or as given by Formula (9):
pK′=110 −K (9)
()
when the scale is graduated in energy units.
NOTE If it is required to take into account these losses in an actual test giving an angle of rise, β, the quantity
as given by Formula (10) can be subtracted from the value of the absorbed energy.
β αβ+
pp=+ p′ (10)
β
β αβ+
Because β and β are nearly equal to α, Formula (10) can be reduced to Formula (11):
1 2
αβ+
β
pp=+ p′ (11)
β
α 2α
For machines graduated in energy units, the value of β can be calculated as given in Formula (12):
β = arccos (12)
MK −K
()
PT
6.4.5.3 The values of β , β , and β , and the values of K , K , and K shall be the mean values from at
1 2 3 1 2 3
least two determinations. The total friction loss p + p′, so measured, shall not exceed 0,5 % of the nominal
energy, K . If it does, and it is not possible to bring the friction loss within the tolerance by reducing the
N
pointer friction, the bearings shall be cleaned or replaced.
6.4.6 The distance from the centre of percussion to the axis of rotation, l , is derived from the period
(time of swing) of the pendulum, and it shall be 0,995 l ± 0,005 l. The measurement uncertainty of the
calculated value of l shall be <0,5 mm.
The distance can be determined by swinging the pendulum through an angle not exceeding 5° and
measuring the time, t, of a complete swing in seconds.
l is derived from Formula (13):
gt⋅
l = (13)
4π
where
g is the acceleration of gravity, taken as equal to 9,81 m/s ;
π is taken as equal to 9,87.
Therefore, in metres, l = 0,2485 · t .
The value of t shall be determined to within 0,1 %.
With a pendulum having a period of approximately 2 s, this accuracy may be achieved as follows.
Determine the time, T, of 100 complete swings, three times. An accurate measure of t is the average
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of the three values of T divided by 100, provided the quantity (T − T ), which represents the
max min
repeatability, is not more than 0,2 s.
6.4.7 The dimensions of the striker shall be checked. Either of two types of striker may be used, the
2 mm striker or the 8 mm striker. The values for the radius of curvature and the angle of the tip for both
types are shown in Table 3.
The maximum width of that portion of the striker passing between the anvils shall be at least 10 mm
but not greater than 18 mm (u < 0,2 mm).
NOTE An example of a method of verifying the geometry of the striker is to make a replica for examination.
6.4.8 The angle between the line of contact of the striker and the horizontal axis of the test piece shall
be 90° ± 2° (see 6.3.6) (u < 0,2°).
6.4.9 The mechanism for releasing the pendulum from its initial position shall operate freely and
permit release of the pendulum without initial impulse, retardation or side vibration.
6.4.10 If the machine has a brake mechanism, means shall be provided to prevent the brake from being
accidentally engaged. In addition, there shall be provision to disengage the brake mechanism, for example
during the measurement of period and friction losses.
6.4.11 Machines with automated lifting devices shall be constructed so that direct verification can be
performed.
6.5 Anvil and supports
6.5.1 Inspection of the anvils and supports should consist of determining the following items (see
Figure 2 and Figure 3 and Table 3
...
SLOVENSKI STANDARD
oSIST prEN ISO 148-2:2015
01-oktober-2015
Kovinski materiali - Udarni preskus po Charpyju - 2. del: Preverjanje preskusnih
naprav (ISO/DIS 148-2:2015)
Metallic materials - Charpy pendulum impact test - Part 2: Verification of testing
machines (ISO/DIS 148-2:2015)
Metallische Werkstoffe - Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy - Teil 2: Prüfung der
Prüfmaschinen (Pendelschlagwerke) (ISO/DIS 148-2:2015)
Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur éprouvette Charpy - Partie 2:
Vérification des machines d'essai (mouton-pendule) (ISO/DIS 148-2:2015)
Ta slovenski standard je istoveten z: prEN ISO 148-2
ICS:
77.040.10 Mehansko preskušanje kovin Mechanical testing of metals
oSIST prEN ISO 148-2:2015 de
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
oSIST prEN ISO 148-2:2015
oSIST prEN ISO 148-2:2015
EUROPÄISCHE NORM
ENTWURF
prEN ISO 148-2
EUROPEAN STANDARD
NORME EUROPÉENNE
August 2015
ICS 77.040.10 Vorgesehen als Ersatz für EN ISO 148-2:2008
Deutsche Fassung
Metallische Werkstoffe - Kerbschlagbiegeversuch nach Charpy -
Teil 2: Prüfung der Prüfmaschinen (Pendelschlagwerke)
(ISO/DIS 148-2:2015)
Metallic materials - Charpy pendulum impact test - Part 2: Matériaux métalliques - Essai de flexion par choc sur
Verification of testing machines (ISO/DIS 148-2:2015) éprouvette Charpy - Partie 2: Vérification des machines
d'essai (mouton-pendule) (ISO/DIS 148-2:2015)
Dieser Europäische Norm-Entwurf wird den CEN-Mitgliedern zur parallelen Umfrage vorgelegt. Er wurde vom Technischen Komitee
ECISS/TC 101 erstellt.
Wenn aus diesem Norm-Entwurf eine Europäische Norm wird, sind die CEN-Mitglieder gehalten, die CEN-Geschäftsordnung zu erfüllen, in
der die Bedingungen festgelegt sind, unter denen dieser Europäischen Norm ohne jede Änderung der Status einer nationalen Norm zu
geben ist.
Dieser Europäische Norm-Entwurf wurde vom CEN in drei offiziellen Fassungen (Deutsch, Englisch, Französisch) erstellt. Eine Fassung in
einer anderen Sprache, die von einem CEN-Mitglied in eigener Verantwortung durch Übersetzung in seine Landessprache gemacht und
dem Management-Zentrum des CEN-CENELEC mitgeteilt worden ist, hat den gleichen Status wie die offiziellen Fassungen.
CEN-Mitglieder sind die nationalen Normungsinstitute von Belgien, Bulgarien, Dänemark, Deutschland, der ehemaligen jugoslawischen
Republik Mazedonien, Estland, Finnland, Frankreich, Griechenland, Irland, Island, Italien, Kroatien, Lettland, Litauen, Luxemburg, Malta,
den Niederlanden, Norwegen, Österreich, Polen, Portugal, Rumänien, Schweden, der Schweiz, der Slowakei, Slowenien, Spanien, der
Tschechischen Republik, der Türkei, Ungarn, dem Vereinigten Königreich und Zypern.
Die Empfänger dieses Norm-Entwurfs werden gebeten, mit ihren Kommentaren jegliche relevante Patentrechte, die sie kennen, mitzuteilen
und unterstützende Dokumentationen zur Verfügung zu stellen.
Warnvermerk : Dieses Schriftstück hat noch nicht den Status einer Europäischen Norm. Es wird zur Prüfung und Stellungnahme
vorgelegt. Es kann sich noch ohne Ankündigung ändern und darf nicht als Europäischen Norm in Bezug genommen werden.
EUROPÄISCHES KOMITEE FÜR NORMUNG
EUROPEAN COMMITTEE FOR STANDARDIZATION
COMITÉ EUROPÉEN DE NORMALISATION
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© 2015 CEN Alle Rechte der Verwertung, gleich in welcher Form und in welchem Ref. Nr. prEN ISO 148-2:2015 D
Verfahren, sind weltweit den nationalen Mitgliedern von CEN vorbehalten.
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Inhalt
Seite
Vorwort .4
Einleitung .5
1 Anwendungsbereich .6
2 Normative Verweisungen .6
3 Begriffe .7
3.1 Begriffe im Zusammenhang mit der Prüfmaschine .7
3.2 Begriffe im Zusammenhang mit der Energie .8
3.3 Begriffe im Zusammenhang mit den Proben .9
4 Symbole und Abkürzungen .9
5 Pendelschlagwerk. 11
6 Direkte Überprüfung . 11
6.1 Allgemeines . 11
6.2 Fundament/Aufstellung . 12
6.3 Maschinengestell . 12
6.4 Pendel . 13
6.5 Widerlager und Auflager . 17
6.6 Anzeigeeinrichtung. 18
7 Indirekte Überprüfung durch Anwendung von Referenzproben . 18
7.1 Verwendete Referenzproben . 18
7.2 Stufen der verbrauchten Energie . 18
7.3 Anforderungen an Referenzproben . 19
7.4 Eingeschränkte direkte Überprüfung . 19
7.5 Systematische Abweichung und Wiederholpräzision . 19
7.5.1 Wiederholpräzision . 19
7.5.2 Systematische Abweichung . 19
8 Prüfhäufigkeit . 20
9 Kalibrierschein/Prüfzeugnis . 20
9.1 Allgemeines . 20
9.2 Direkte Überprüfung . 20
9.3 Indirekte Überprüfung . 21
10 Messunsicherheit. 21
Anhang A (informativ) Messunsicherheit für das Ergebnis der indirekten Überprüfung eines
Charpy-Pendelschlagwerks . 27
A.1 Anwendungsbereich und allgemeine Anforderungen . 27
A.1.1 Allgemeines . 27
A.1.2 Unsicherheits-Verzichtserklärung . 27
A.2 Beiträge zur Messunsicherheit der indirekten Überprüfung . 27
A.2.1 Systematische Abweichung . 27
A.2.2 Unsicherheit des Abweichungswertes . 28
A.3 Bestimmung der kombinierten Unsicherheit, u für das Ergebnis der indirekten
V
Überprüfung . 28
A.4 Erweiterung der kombinierten Messunsicherheit . 29
A.5 Beispiele zur Berechnung und Angabe von B und u . 29
V V
Anhang B (informativ) Messunsicherheit für die Ergebnisse der direkten Überprüfung eines
Charpy-Pendelschlagwerks . 31
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prEN ISO 148-2:2015 (D)
B.1 Anwendungsbereich . 31
B.2 Unsicherheit für bestimmte Parameter des Pendelschlagwerks . 32
B.2.1 Schwingungsmittelpunkt . 32
B.2.2 Auftreffgeschwindigkeit . 34
B.2.3 Berechnung der verbrauchten Energie . 34
B.2.4 Ablesungen für die verbrauchte Energie auf einer analogen oder digitalen Skala . 36
Anhang C (informativ) Verfahren zur direkten Überprüfung der geometrischen Eigenschaften der
Pendelschlagwerke unter Anwendung einer Lehre . 38
C.1 Anwendungsbereich . 38
C.2 Lehre . 38
C.3 Verfahren . 38
Literaturhinweise . 45
oSIST prEN ISO 148-2:2015
prEN ISO 148-2:2015 (D)
Vorwort
Dieses Dokument (prEN ISO 148-2:2015) wurde vom Technischen Komitee ISO/TC 164 „Mechanical testing
of metals“ in Zusammenarbeit mit dem Technischen Komitee ECISS/TC 101 „Prüfverfahren für Stahl (andere
als chemische Analysen)“ erarbeitet, dessen Sekretariat vom AFNOR gehalten wird.
Dieses Dokument ist derzeit zur parallelen Umfrage vorgelegt.
Dieses Dokument wird EN ISO 148-2:2008 ersetzen.
ISO 148 mit dem Haupttitel Metallic materials — Charpy pendulum impact test besteht aus folgenden Teilen:
— Part 1: Test method
— Part 2: Verification and calibration of testing machines
— Part 3: Preparation and characterization of Charpy V-notch test pieces for indirect verification of
pendulum impact machines
Anerkennungsnotiz
Der Text von ISO/DIS 148-2:2015 wurde vom CEN als prEN ISO 148-2:2015 ohne irgendeine Abänderung
genehmigt.
oSIST prEN ISO 148-2:2015
prEN ISO 148-2:2015 (D)
Einleitung
Um festzustellen, ob ein Pendelschlagwerk zur Abnahmeprüfung metallischer Werkstoffe geeignet ist, wurden
im Allgemeinen eine Kalibrierung für die Skala des Pendelschlagwerks und eine Überprüfung der Über-
einstimmung bestimmter Maße mit den vorgegebenen Maßen durchgeführt, z. B. in Bezug auf die Form und
den Abstand zwischen den Widerlagern. Die Kalibrierung der Skala wird üblicherweise durch die Bestimmung
der Pendelmasse und dessen Höhe bei verschiedenen Skalenablesungen überprüft. Bei diesem Verfahren
zur Beurteilung eines Pendelschlagwerks besteht ein eindeutiger Vorteil darin, dass nur Größen zu messen
sind, die auf nationale Normale rückführbar sind. Da die Messungen objektive Ergebnisse liefern, verringert
sich die Notwendigkeit eines Schiedsverfahrens hinsichtlich der Eignung der Prüfmaschinen zu Abnahme-
prüfungen für Werkstoffe.
Mitunter wurde jedoch festgestellt, dass zwei nach dem oben beschriebenen direkten Überprüfungsverfahren
bewertete Pendelschlagwerke trotz Einhaltung aller geforderten Maße für Proben aus dem gleichen Werkstoff
sehr unterschiedliche Schlagwerte lieferten.
Dieser Unterschied erlangte dann kommerzielle Relevanz, wenn die mit dem einen Pendelschlagwerk
ermittelten Werte der Werkstoffspezifikation entsprachen, die mit dem anderen Pendelschlagwerk erhaltenen
Werte jedoch nicht. Um diese Unstimmigkeiten auszuschließen, stellten einige Werkstoff-Käufer eine
zusätzliche Anforderung auf: An allen zur Abnahme der bestellten Werkstoffe vorgesehenen
Pendelschlagwerken muss eine indirekte Überprüfung an Referenzproben durchgeführt werden, die von den
Käufern zur Verfügung gestellt werden. Ein Pendelschlagwerk wurde nur dann als akzeptabel angesehen,
wenn die mit ihm ermittelten Werte dem für die Referenzprobe festgelegten Wert innerhalb bestimmter
Grenzen entsprachen.
Diese Norm beschreibt sowohl das ursprüngliche direkte als auch das indirekte Überprüfungsverfahren.
oSIST prEN ISO 148-2:2015
prEN ISO 148-2:2015 (D)
1 Anwendungsbereich
In diesem Teil von ISO 148 werden die Überprüfung eines Pendelschlagwerks hinsichtlich seiner einzelnen
Teile, seiner gesamten Schlagarbeit und der Genauigkeit der erhaltenen Ergebnisse festgelegt. Er gilt für
Pendelschlagwerke mit 2-mm-Hämmern oder mit 8-mm-Hämmern, die z. B. für Kerbschlagbiegeversuche
nach ISO 148-1 angewendet werden.
Dieser Teil von ISO 148 kann auf Pendelschlagwerke anderer Bauarten angewendet werden, die auch ein
anderes Arbeitsvermögen haben können.
Pendelschlagwerke, die für die Prüfung metallischer Werkstoffe nach dem vorliegenden Teil von ISO 148 für
betriebliche, für allgemeine und für Forschungszwecke vorgesehen sind, werden als Betriebs-Pendelschlag-
werke bezeichnet. Pendelschlagwerke, für die strengere Anforderungen gelten, werden als Referenz-Pendel-
schlagwerke bezeichnet. Festlegungen für die Überprüfung von Referenz-Pendelschlagwerken sind in
ISO 148-3 enthalten.
In diesem Teil von ISO 148 werden zwei Verfahren zur Überprüfung der Prüfmaschinen beschrieben:
1) Das direkte Verfahren, bei dem eine statische Einzelprüfung der kritischen Teile des
Pendelschlagwerks unter Einbeziehung von Messungen durchgeführt wird um sicherzustellen, dass
die Anforderungen dieses Teils von ISO 148 erfüllt werden. Die für Überprüfung und Kalibrierung
eingesetzten Geräte sind auf nationale Normale rückführbar.
2) Das indirekte Verfahren, welches prinzipiell dynamisch ist und an Referenzproben durchgeführt wird,
um den Anzeigebereich an verschiedenen Stellen der Skala zu überprüfen.
Ein Pendelschlagwerk entspricht erst dann diesem Teil von ISO 148, wenn Überprüfungen sowohl nach dem
direkten als auch nach dem indirekten Verfahren durchgeführt wurden und das Pendelschlagwerk den in den
Abschnitten 6 und 7 festgelegten Anforderungen entspricht. Die Anforderungen an die Referenzproben
werden in ISO 148-3 festgelegt.
Dieser Teil von ISO 148 beschreibt, wie die verschiedenen Komponenten der gesamten verbrauchten
(absorbierten) Energie zum Brechen der Probe bewertet werden. Die gesamte verbrauchte Schlagenergie
besteht
aus der zum Bruch der Probe benötigten Energie und
aus den internen Energieverlusten des Pendelschlagwerks, nachdem das aus seiner Ausgangsstellung
ausgeklinkte Pendel die erste Halbschwingung durchlaufen hat.
ANMERKUNG Die internen Energieverluste sind zurückzuführen auf
Luftwiderstand, Reibung in der Lagerung für die Drehachse und des Zeigers des Pendels, die nach dem
direkten Verfahren bestimmt werden können (siehe 6.4.5) und
Erschütterungen des Fundaments, Schwingungen des Maschinengestells und des Pendels, für die keine
geeigneten Messverfahren und Messgeräte entwickelt wurden.
2 Normative Verweisungen
Die folgenden zitierten Dokumente sind für die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten
Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte
Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschließlich aller Änderungen).
ISO 148-1, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 1: Test method
ISO 148-3, Metallic materials — Charpy pendulum impact test — Part 3: Preparation and characterization of
Charpy V-notch test pieces for indirect verification of pendulum impact machines
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ISO 7500-1:2004, Metallic materials — Verification of static uniaxial testing machines — Part 1:
Tension/compression testing machines — Verification and calibration of the force-measuring system, Annex D
3 Begriffe
Für die Anwendung dieses Dokuments gelten die folgenden Begriffe.
3.1 Begriffe im Zusammenhang mit der Prüfmaschine
3.1.1
Widerlager
Bauteil des Pendelschlagwerks, das die vorgeschriebene senkrechte Position der Probe in Bezug auf die
Hammerfinne und die horizontalen Probenauflagen sichert und die Probe bei Einwirkung der Schlagkraft
abstützt
3.1.2
Maschinensockel
Teil des Maschinengestells unterhalb der waagerechten Ebene der Auflager
3.1.3
Schwingungsmittelpunkt
Punkt eines Körpers, für den sich die Wirkung eines auf ihn gerichteten Stoßes auch dann nicht verändert,
wenn an diesem Punkt die gesamte Masse des Körpers vereinigt wäre
Anmerkung 1 zum Begriff: Wenn ein einfaches Pendel einen Stoß mit waagerechter Wirkungslinie ausführt, die durch
den Schwingungsmittelpunkt verläuft, entsteht keine resultierende Kraft auf die Drehachse.
Siehe Bild 4.
3.1.4
Auftreffpunkt
Punkt auf der senkrechten Finnenschneide des frei hängenden Pendelhammers, der die waagerechte Ebene
in Höhe der halben Probendicke (d. h. bei 5 mm) trifft, wenn die übliche Probe oder ein Probestab für
Referenzmessungen auf den Auflagern angeordnet ist
Siehe Bild 4.
3.1.5
Betriebs-Pendelschlagwerk
Pendelschlagwerk, das zur Durchführung von Kerbschlagbiegeversuchen an metallischen Werkstoffen für
betriebliche, für allgemeine oder für Forschungszwecke angewendet wird
Anmerkung 1 zum Begriff: Mit diesen Pendelschlagwerken dürfen keine Referenzwerte bestimmt werden, es sei denn,
dass sie auch die Anforderungen eines Referenz Pendelschlagwerks (siehe ISO 148-3) erfüllen.
Anmerkung 2 zum Begriff: Betriebs-Pendelschlagwerke werden nach den in diesem Teil von ISO 148 beschriebenen
Verfahren überprüft.
3.1.6
Referenz-Pendelschlagwerk
Pendelschlagwerk, das für die Festlegung zertifizierter Energiewerte an Referenzprobenlosen verwendet wird
Anmerkung 1 zum Begriff: Referenz-Pendelschlagwerke werden nach den in ISO 148-3 beschriebenen Verfahren
überprüft.
3.1.7
Hammerfinne
Teil des Pendelhammers, der die Probe berührt
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Anmerkung 1 zum Begriff: Die Hammerfinne, die tatsächlich die Probe berührt, hat einen Radius von 2 mm
(2-mm-Hammer) oder einen Radius von 8 mm (8-mm-Hammer).
Siehe Bild 2.
3.1.8
Auflager für die Probe
Bauteil des Pendelschlagwerks, das die exakte waagerechte Position der Schlagprobe in Bezug auf den
Schwingungsmittelpunkt des Pendels, die Hammerfinne und die Widerlager sichert
Siehe Bild 2 und Bild 3.
3.2 Begriffe im Zusammenhang mit der Energie
3.2.1
gesamte verbrauchte Schlagenergie
K
T
bei der Prüfung mit einem Pendelschlagwerk insgesamt für das Brechen der Probe benötigte Schlagenergie,
die nicht bezüglich der Energieverluste korrigiert wurde
Anmerkung 1 zum Begriff: Sie entspricht der Differenz zwischen der potenziellen Energie des Pendels in seiner
Ausgangsstellung vor dem Schlag und in seiner Stellung am Ende der ersten Halbschwingung, während die Probe
gebrochen wird (siehe 6.3).
3.2.2
potenzielle Anfangsenergie
potenzielle Energie
K
P
die durch eine direkte Prüfung bestimmte potenzielle Energie des Hammers vor seiner Freigabe für den
Schlagversuch und der potenziellen Energie des Hammers in Schlagposition
Anmerkung 1 zum Begriff: Siehe 6.4.2.
3.2.3
verbrauchte Schlagenergie
K
die bei der Prüfung mit einem Pendelschlagwerk für das Brechen der Probe erforderliche Energie, die wie in
6.4.5 definiert bezüglich der Reibung korrigiert ist
Anmerkung 1 zum Begriff: Der Buchstabe V oder der Buchstabe U wird zur Beschreibung der Kerbgeometrie
verwendet, d. h. KV oder KU. Die Zahl 2 oder die Zahl 8 wird als Index zur Bezeichnung des Radius der Hammerfinne
angegeben, d. h. z. B. KV .
3.2.4
berechnete Schlagenergie
K
calc
Schlagenergie, die bei der direkten Prüfung aus den Messwerten für Winkel, Länge und Kraft errechnet wird
3.2.5
Nennwert der potenziellen Anfangsenergie
nominelles Arbeitsvermögen
K
N
vom Hersteller des Pendelschlagwerks angegebene Energie
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3.2.6
angezeigte verbrauchte Schlagenergie
K
S
von der Anzeigeeinrichtung angezeigte Energie, die um die Reibung und den Luftwiderstand korrigiert sein
kann, um die verbrauchte Schlagenergie K anzugeben
3.2.7
Energiewert der Referenzproben
K
R
zertifizierter Wert der verbrauchten Energie der Referenzproben, die bei Überprüfung des Arbeitsvermögens
eines Pendelschlagwerks verwendet werden
3.3 Begriffe im Zusammenhang mit den Proben
3.3.1
Breite
Abstand zwischen der gekerbten Fläche und der gegenüberliegenden Fläche
3.3.2
Dicke
Maß senkrecht zur Breite, d. h. parallel zum Kerb
3.3.3
Länge
größtes Maß senkrecht zum Kerb
3.3.4
Referenzprobe
Kerbschlagbiegeproben, die für die Eignungsprüfung von Pendelschlagwerken verwendet werden, indem die
von der Maschine angezeigte verbrauchte Energie mit der für die Probe mitgelieferten verbrauchten
Referenzenergie verglichen wird
Anmerkung 1 zum Begriff: Referenzproben werden nach ISO 148-3 hergestellt.
4 Symbole und Abkürzungen
Für die Anwendung dieses Dokuments sind die in Tabelle 1 angegebenen Symbole (Formelzeichen) und
Abkürzungen anwendbar.
Tabelle 1 — Symbole/Abkürzungen sowie die zugehörigen Bedeutungen und Einheiten
Symbol/
Einheit Bedeutung
a
Abkürzung
Systematische Abweichung des Pendelschlagwerks, bestimmt durch indirekte
B
J
V
Überprüfung
b J Wiederholpräzision
Vom Pendel ausgeübte Kraft, wenn die Messung in einem Abstand l von der
F N
Drehachse erfolgt
F
N Vom Pendel bedingt durch Schwerkraft ausgeübte Kraft
g
g Erdbeschleunigung
m/s
GUM — Leitfaden zur Angabe der Messunsicherheit [8]
h m Fallhöhe des Pendels
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Tabelle 1 (fortgesetzt)
Symbol/
Einheit Bedeutung
a
Abkürzung
H
m Steighöhe des Pendels
ISO — Internationale Organisation für Normung
Verbrauchte Schlagenergie (angegeben als KV , KV , KU , KU zur
2 8 2 8
K J
Kennzeichnung der ausgewählten Kerbgeometrie und des ausgewählten
Radius der Hammerfinne)
K
J Gesamte verbrauchte Schlagenergie
T
K
J Angezeigte verbrauchte Schlagenergie
S
K
J Berechnete Schlagenergie
calc
Zertifizierter KV-Wert der bei der indirekten Überprüfung verwendeten
KV
J
R
Referenzproben
Mittlerer KV-Wert der bei der indirekten Überprüfung untersuchten
J
KV
V
Referenzproben
K
J Nominelles Arbeitsvermögen (Nennwert der potenziellen Anfangsenergie)
N
K
J Potenzielle Anfangsenergie (potenzielle Energie)
P
K
J Referenzenergiewert für einen Satz Charpy-Referenzproben
R
Angezeigte verbrauchte Energie oder angezeigter Steigwinkel, wenn das
K oder β J oder Grad
1 1
Pendelschlagwerk auf übliche Weise ohne eingelegte Probe betätigt wurde
Angezeigte verbrauchte Energie oder angezeigter Steigwinkel, wenn das
K oder β
J oder Grad Pendelschlagwerk auf übliche Weise ohne eingelegte Probe und ohne
2 2
Rückstellung der Anzeigeeinrichtung betätigt wurde
Nach elf Halbschwingungen angezeigte verbrauchte Energie oder angezeigter
K oder β
J oder Grad Steigwinkel, wenn das Pendelschlagwerk auf übliche Weise ohne eingelegte
3 3
Probe und ohne Rückstellung der Anzeigeeinrichtung betätigt wurde
l m Abstand Probenmitte (Auftreffpunkt)/Drehachse (Pendellänge)
l
m Abstand Schwingungsmittelpunkt/Drehachse
l
m Abstand Angriffspunkt der Kraft F/Drehachse
Moment, das dem Produkt F × l entspricht
M
N⋅m
n
— Anzahl der bei der indirekten Überprüfung untersuchten Referenzproben
V
Durch Reibung des Zeigers verursachter Verlust der verbrauchten
p J
Schlagenergie
Durch Lagerreibung und Luftwidersand verursachter Verlust der verbrauchten
p′ J
Schlagenergie
Korrekturwert für die Verluste der verbrauchten Schlagenergie bei einem
p
J
β
Steigwinkel β
r J Auflösung der Anzeige des Pendelschlagwerks
RM — Referenzmaterial
s Standardabweichung der KV-Werte, ermittelt an n Referenzproben
J
V V
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Tabelle 1 (fortgesetzt)
Symbol/
Einheit Bedeutung
a
Abkürzung
S
J Systematische Abweichung des Anzeige-Mechanismus
t s Schwingungsdauer (Periode) des Pendels
T s Gesamtdauer für 100 Schwingungen des Pendels
T
s Größter Wert von T
max
T
s Kleinster Wert von T
min
u — Standardmessunsicherheit
u(KV ) J Standardmessunsicherheit von(KV )
V V
u(B )
J Beitrag der systematischen Abweichung zur Standardmessunsicherheit
V
u(F) J Standardmessunsicherheit der gemessenen Kraft, F
u(F )
J Standardmessunsicherheit des Kraftmesssystems
ftd
u(r) J Beitrag der Auflösung zur Standardmessunsicherheit
Standardmessunsicherheit des bei der indirekten Überprüfung verwendeten
u
J
RM
zertifizierten Wertes für das Referenzmaterial
u
J Standardmessunsicherheit des Ergebnisses der indirekten Überprüfung
V
Grad Fallwinkel des Pendels
α
Grad Steigwinkel des Pendels
β
ν Freiheitsgrade aus u(B )
—
B V
ν Freiheitsgrade aus u
—
V V
ν Freiheitsgrade aus u
—
RM RM
a
Siehe Bild 4.
5 Pendelschlagwerk
Ein Pendelschlagwerk besteht aus folgenden Teilen (siehe Bild 1 bis Bild 3):
b) Fundament/Aufstellung;
c) Maschinengestell, das mit Ausnahme des Fundaments das gesamte Pendel trägt;
d) Pendel mit Hammer;
e) Widerlager und Auflager (siehe Bild 2 und Bild 3);
f) Einrichtung zur Anzeige der verbrauchten Energie (z. B. Skala und Schleppzeiger oder elektronische
Anzeigeeinrichtung).
6 Direkte Überprüfung
6.1 Allgemeines
Die direkte Überprüfung des Pendelschlagwerks umfasst die Überprüfung der in 5. aufgeführten Teile a)-e).
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6.2 Fundament/Aufstellung
6.2.1 Das Fundament für das Pendelschlagwerk und das/die Verfahren zu seiner Befestigung am
Fundament sind von größter Bedeutung.
6.2.2 Das Fundament des Pendelschlagwerks kann üblicherweise nicht überprüft werden, wenn das
Pendelschlagwerk bereits aufgestellt ist; deshalb muss eine Dokumentation, die bei Aufstellung der Maschine
erstellt wurde, nachweisen, dass die Masse des Fundaments mindestens der 40fachen Pendelmasse ent-
spricht.
6.2.3 Durch die Überprüfung am aufgestellten Pendelschlagwerk muss sichergestellt werden:
1) dass das Drehmoment für das Anziehen der Befestigungsschrauben mit dem Wert übereinstimmt,
der vom Hersteller des Pendelschlagwerks festgelegt wurde. Der Wert für das Drehmoment muss in
dem vom Hersteller mitgelieferten Dokument angegeben sein (siehe 6.2.1). Falls von einem
Endanwender andere Montageanordnungen angewendet oder ausgewählt werden, muss
nachgewiesen werden, dass sie den festgelegten Anforderungen entsprechen;
2) dass das Pendelschlagwerk während des Schlagversuchs keinen durch das Fundament
übertragenen äußeren Erschütterungen ausgesetzt ist.
ANMERKUNG Diese Überprüfung kann z. B. durchgeführt werden, indem ein kleiner, mit Wasser gefüllter Behälter an
einer geeigneten Stelle auf das Maschinengestell gestellt wird. Wenn auf der Wasseroberfläche keine Kräuselung ent-
steht, ist das ein Hinweis darauf, dass die Anforderung erfüllt wurde.
6.3 Maschinengestell
6.3.1 Eine Überprüfung des Maschinengestells (siehe Bild 1) umfasst folgende Bestimmungen:
1) freie Position des Pendels;
2) Lage des Pendels in Bezug zu den Auflagern;
3) axiales und radiales Spiel der Pendellager;
4) Freiraum zwischen Hammer und Maschinengestell.
Pendelschlagwerke, die nach 1998 hergestellt wurden, müssen eine Referenz-Fläche besitzen, auf die alle
Messungen bezogen werden können.
Anhang C enthält weitere Informationen.
6.3.2 Die Drehachse des Pendels muss zur Referenz-Fläche auf 2/1 000 parallel sein. Die Einhaltung
dieser Anforderung muss vom Hersteller zertifiziert werden.
6.3.3 Das Pendelschlagwerk muss so aufgestellt werden, dass die Referenz-Fläche auf 2/1 000 waage-
recht ist.
Für Pendelschlagwerke, die keine Referenz-Fläche haben, muss die Drehachse bis auf maximal 4/1 000
waagerecht sein; das muss durch eine direkte Messung nachgewiesen werden, wenn nicht nachträglich eine
Referenz-Fläche für die Maschine festgelegt wird, von der aus die waagerechte Lage der Drehachse nach der
oben angegebenen Beschreibung überprüft werden kann.
6.3.4 In seiner Ruhelage muss das Pendel so hängen, dass die Finnenschneide maximal 0,5 mm von der
Stelle entfernt ist, an der sie die Probe gerade berührt.
ANMERKUNG Diese Anforderung kann mit Hilfe eines Vergleichsstabes überprüft werden, der eine Länge von etwa
55 mm und einen rechteckigen Querschnitt mit einer Höhe von 9,5 mm und einer Breite von 10,5 mm hat (siehe Bild 3).
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o
6.3.5 Die Schwingebene des Pendels muss zur Drehachse einen Winkel von (90,0 ± 0,1)° (u < 0,05 )
haben.
6.3.6 Die Finnenschneide des Hammers muss die Probe über ihre gesamte Dicke berühren.
ANMERKUNG Eine Möglichkeit um zu überprüfen, ob diese Anforderung erfüllt ist, besteht darin, eine Probe mit den
Maßen 55 mm × 10 mm × 10 mm zu verwenden, die fest (z. B. mit Klebeband fixiert)in dünnes Papier eingewickelt wird,
sowie eine Finnenschneide, die fest mit Kohlepapier umwickelt wird, so dass die Kohleschicht nach außen zeigt (d. h.
nicht zur Finnenschneide). Das Pendel wird um wenige Winkelgrade aus seiner Ruhelage angehoben und gegen die
Probe fallen gelassen, wobei sicherzustellen ist, dass die Probe gerade berührt, eine zweite Berührung jedoch verhindert
wird. Der Abdruck des Kohlepapiers auf dem Einwickelpapier der Probe sollte über das gesamte Papier reichen. Diese
Überprüfung kann gleichzeitig mit der Kontrolle des Winkels beim Kontakt zwischen Finnenschneide und Probe
durchgeführt werden (siehe 6.4.8).
6.3.7 Das Pendel muss so angeordnet sein, dass sein Auftreffpunkt und die Mitte des Freiraums zwischen
den Widerlagern maximal eine Abweichung von 0,5 mm aufweisen (u < 0,02 mm).
6.3.8 Das axiale Spiel der Pendellager, gemessen an der Hammerfinne, darf 0,25 mm nicht überschreiten,
wenn eine axiale Kraft in Höhe des Auftreffpunkts aufgebracht wird, die etwa 4 % der Gewichtskraft F des
g
Pendels entspricht [siehe Bild 4b)] (u < 0,05 mm).
6.3.9 Das radiale Spiel der Achswellenendes der Pendellager darf 0,08 mm nicht überschreiten, wenn eine
Kraft von (150 ± 10) N im Abstand l senkrecht zur Schwingebene des Pendels aufgebracht wird
(u < 0,02 mm).
ANMERKUNG Das radiale Spiel kann zum Beispiel gemessen werden, indem eine Messuhr am Gehäuse des Pendel-
lagers auf dem Maschinengestell angebracht wird, um die Bewegung des Achswellenendes (in den Lagern) anzuzeigen,
wenn eine Kraft von etwa 150 N senkrecht zur Schwingebene des Pendels aufgebracht wird.
6.3.10 Es wird empfohlen, dass die Sockelmasse des Maschinengestells mindestens das 12fache der
Pendelmasse betragen sollte.
6.4 Pendel
6.4.1 Zur Überprüfung des Pendels (einschließlich der Hammerfinne) müssen folgende Größen bestimmt
werden:
1) potenzielle Energie, K ;
P
2) Fehler der angezeigten verbrauchten Schlagenergie, K ;
S
3) Auftreffgeschwindigkeit des Pendels;
4) durch Reibung verbrauchte Energie;
5) Position des Schwingungsmittelpunkts (d. h. Abstand Schwingungsmittelpunkt/Drehachse);
6) Radius der Finnenscheide der Hammerfinne;
7) Winkel zwischen der Berührungslinie von Finnenschneide und waagerechter Probenachse.
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6.4.2 Die potenzielle Energie K darf von der nominellen Energie K maximal um ± 1 % abweichen. Die
P N
potenzielle Energie K muss folgendermaßen bestimmt werden.
P
Das Moment des Pendels wird bestimmt, indem das Pendel in einem bekannten Abstand l von der Dreh-
achse mit Hilfe eines Waagebalkens oder eines Kraftmessgeräts so unterstützt wird, dass die Verbindungs-
linie durch die Drehachse und den Schwerpunkt des Pendels auf 15/1 000 [siehe Bild 4a)] waagerecht ist
(u < 5/1 000).
Die Kraft Fund die Länge l müssen auf ± 0,2 % bestimmt werden. Das Moment M wird als das Produkt F × l
2 2
errechnet.
ANMERKUNG Die Länge l kann gleich groß sein wie Länge l.
Der Fallwinkel α muss auf ± 0,2° gemessen werden; dieser Winkel kann 90° überschreiten.
Die potenzielle Energie K wird dann nach Gleichung (1) errechnet:
P
K =M (1 – cos α) (1)
P
6.4.3 Es müssen die Teilstriche auf der Skala überprüft werden, die Werte der verbrauchten Energie von
etwa 0 %, 10 %, 20 %, 30 %, 50 % und 80 % des nominellen Arbeitsvermögens entsprechen.
Für jeden dieser Teilstriche muss das Pendel so unterstützt werden, dass der Teilstrich vom Zeiger angezeigt
und dann der Steigwinkel β auf ± 0,2° bestimmt wird. Die berechnete Energie wird nach Gleichung (2)
errechnet:
K =M (cos β– cos α) (2)
calc
ANMERKUNG 1 Die Messunsicherheit für l , F und βergibt eine mittlere Gesamtabweichung für K von etwa ± 0,3 %
2 calc
des vollen Skalenwertes.
Die aus den gemessenen Werten errechnete Differenz zwischen der angezeigten verbrauchten Energie, K ,
S
und der aus den Messwerten berechneten Energie darf nicht größer sein als ± 1 % der abgelesenen Energie
oder als ± 0,5 % des nominellen Arbeitsvermögens K . In jedem Fall ist der größere Wert zulässig, d. h.
N
K − K
calc S
⋅100 ≤ 1 % für Nennwerte des Arbeitsvermögens K zwischen 50 % und 80 % (3)
N
K
S
K − K
calc S
⋅100 ≤ 0,5 % für Nennwerte des Arbeitsvermögens K unter 50 % (4)
N
K
N
ANMERKUNG 2 Zu beachten ist, dass die Messgenauigkeit der für die verbrauchte Energie abgelesenen Werte
umgekehrt proportional zu ihrem Wert ist, was wichtig ist, wenn K im Vergleich zu K klein ist.
N
ANMERKUNG 3 Für Pendelschlagwerke, deren Skalen und Anzeigeeinrichtungen hinsichtlich der Energieverluste
korrigiert sind, muss eine Korrektur für K vorgenommen werden, damit ein Vergleich der Ergebnisse möglich ist.
calc
6.4.4 Die Auftreffgeschwindigkeit kann nach Gleichung (5) bestimmt werden:
v= 2gl (1− cosα) (5)
Dabei darf für
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g ein Wert von 9,81 m/s angesetzt werden (um die Bestimmung am jeweiligen Aufstellungsort des
Pendelschlagwerks zu umgehen).
Die Auftreffgeschwindigkeit muss 5 m/s bis 5,5 m/s betragen (u < 0,1 m/s); für Pendelschlagwerke, die vor
1998 hergestellt wurden, sind alle Werte innerhalb des Bereichs von 4,3 m/s bis 7 m/s zulässig; der Wert
muss im Kalibrierschein/Prüfzeugnis angegeben werden.
6.4.5 Die durch Reibung verbrauchte Energie setzt sich aus mehreren Beiträgen zusammen, zu denen Luft-
widerstand, Lagerreibung und Reibung des Schleppzeigers gehören. Diese Verluste müssen folgendermaßen
eingeschätzt werden:
6.4.5.1 Um den durch die Reibung des Schleppzeigers verursachten Verlust zu bestimmen, wird das
Pendelschlagwerk auf die übliche Weise betätigt, jedoch ohne dass eine Probe eingelegt ist; der vom
Schleppzeiger angezeigte Steigwinkel β oder die angezeigte verbrauchte Energie K ist aufzuzeichnen.
1 1
Dann wird eine zweite Prüfung ohne Rückstellung des Schleppzeigers durchgeführt, und der
Steigwinkel βoder die angezeigte verbrauchte Energie K ist aufzuzeichnen. Damit gilt für den
2 2
Reibungsverlust des Schleppzeigers während der Auslenkung:
p=M (cos β – cos β ) (6)
1 2
wenn die Skala für die Ablesung der verbrauchten Energie in Grad unterteilt ist oder
p=K –K (7)
1 2
wenn die Skala für die Ablesung der verbrauchten Energie in Energieeinheiten unterteilt ist.
6.4.5.2 Die durch Lagerreibung und Luftwiderstand für eine Halbschwingung verursachten Verluste
werden folgendermaßen bestimmt:
Nachdem β oder K nach 6.4.5.1 bestimmt wurde, wird das Pendel in seine Ausgangsstellung gebracht.
2 2
Ohne Rückstellung des Schleppzeigers (der Anzeigeeinrichtung) wird das Pendel stoß- und schwingungsfrei
so freigegeben, dass es 10 Halbschwingungen durchführen kann. Nachdem das Pendel seine 11. Halb-
schwingung begonnen hat, wird der Schleppzeiger (die Anzeigeeinrichtung) auf einen Teilstrich verschoben,
der etwa 5 % der gesamten Skalenbereichsanzeige entspricht, und der Wert wird als β oder K aufge-
3 3
zeichnet. Die Verluste durch Lagerreibung und Luftwiderstand für eine Halbschwingung sind dann nach den
folgenden Gleichungen zu bestimmen
p′= 1/10 M (cos β – cos β ) (8)
3 2
wenn die Skala für die Ablesung in Grad unterteilt ist oder
p′= 1/10 (K –K ) (9)
3 2
wenn die Skala für die Ablesung in Energieeinheiten unterteilt ist.
ANMERKUNG Falls diese Verluste bei einer tatsächlichen Prüfung, die einen Steigwinkel β ergibt, berücksichtigt
werden müssen, kann die folgende Größe
β α+β
p = p + p′ (10)
β
β α+β
1 2
vom Wert der verbrauchten Energie abgezogen werden.
Weil β und β nahezu gleich α sind, kann die Gleichung (10) vereinfacht werden zu:
1 2
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β α+β
′ (11)
p = p + p
β
α 2α
Für Pendelschlagwerke mit der Anzeige von Werten in Energieeinheiten kann der Wert für β nach folgender Gleichung
errechnet werden:
β= arccos 1− (12)
M(K − K )
P T
6.4.5.3 Bei den Werten β , β und β sowie K , K und K handelt es sich um die Mittelwerte von
1 2 3 1 2 3
mindestens zwei Messungen. Der auf diese Weise gemessene gesamte Reibungsverlust p + p′ darf 0,5 % der
nominellen Energie K nicht überschreiten. Falls der Reibungsverlust diesen Wert der nominellen Energie
N
überschreitet und es nicht gelingt, ihn durch Verringerung der Zeigerreibung in den Toleranzbereich zu
bringen, müssen die Lager gereinigt oder ausgetauscht werden.
6.4.6 Der Abstand l vom Schwingungsmittelpunkt zur Drehachse wird aus der Schwingungsdauer
(Schwingzeit) des Pendels bestimmt und muss (0,995 ± 0,005) l betragen. Die Messunsicherheit des für l
errechneten Wertes darf weniger als 0,5 mm betragen.
Der Abstand kann bestimmt werden, indem das Pendel eine Schwingung um einen 5° nicht überschreitenden
Winkel durchführt und die Zeit t für eine vollständige Schwingung in Sekunden gemessen wird.
l ist nach Gleichung (13) zu errechnen:
g⋅ t
(13)
l =
4π
Dabei ist
g die mit 9,81 m/s angenommene Erdbeschleunigung;
π ein Wert von 9,87.
Daher ergibt sich, angegeben in Meter: l = 0,2485·t .
Der Wert für t muss auf 0,1 % bestimmt werden.
ANMERKUNG Für ein Pendel, das eine Schwingungsdauer von etwa 2 s hat, kann diese Genauigkeit folgendermaßen
erreicht werden. Die Dauer T für 100 volle Schwingungen ist dreimal zu ermitteln. Der exakte Wert für t ist zu berechnen,
indem der Mittelwert aus drei Messungen von T durch 100 dividiert wird, vorausgesetzt, die Differenz (T – T ) zur
max min
Darstellung der Wiederholpräzision beträgt nicht mehr als 0,2 s.
6.4.7 Die Maße der Hammerfinne müssen überprüft werden. Es dürfen zwei Formen von Pendelhämmern
angewendet werden, ein 2-mm-Hammer oder ein 8-mm-Hammer. Die Werte für den Radius der Finnen-
schneide und den Winkel des Finnenkeils werden für beide Formen in Tabelle 3 angegeben.
Der Teil des Hammers, der durch die Widerlager schwingt, muss eine maximale Breite von mindestens
10 mm, höchstens jedoch 18 mm haben (u < 0,2 mm).
ANMERKUNG 1 Ein Verfahren zur Überprüfung der Hammergeometrie besteht beispielsweise darin, einen Abguss
anzufertigen, an dem die Prüfung durchzuführen ist.
6.4.8 Der Winkel zwischen der Berührungslinie der Hammerfinne und der waagerechten Probenachse
o
muss (90 ± 2)° betragen (siehe 6.3.6) (u < 0,2 ).
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6.4.9 Der Mechanismus für das Auslösen des Pendels aus seiner Ausgangsstellung für den Versuch muss
störungsfrei arbeiten und das Pendel ohne Anfangsimpuls, ohne Verzögerung oder ohne Anregung von Quer-
schwingungen freigeben.
6.4.10 Falls eine Bremsvorrichtung vorhanden ist, muss diese so angebracht sein, dass die Bremse nicht
unbeabsichtigt betätigt werden kann. Außerdem muss eine Einrichtung zum Außer-Kraft-Setzen der Brems-
vorrichtung vorhanden sein, z. B. während der Messung der Schwingungsdauer und der Reibungsverluste.
6.4.11 Maschinen mit automatischen Hubeinrichtungen müssen so gebaut werden, dass eine direkte
Überprüfung durchgeführt werden kann.
6.5 Widerlager und Auflager
6.5.1 Bei der Überprüfung von Widerlagern und Auflagern sollten folgende Punkte bestimmt werden (siehe
Bild 2 und Bild 3 sowie Tabelle 3):
1) Anordnung der Auflager;
2) Anordnung der Widerlager;
3) Abstand zwischen den Widerlagern;
4) Winkel des Hinterschnitts der Widerlager;
5) Radius der Widerlager;
6) Freiraum, der das Herausfallen der gebrochenen Probe aus dem Pendelschlagwerk ermöglicht.
6.5.2 Die beiden Auflagerflächen müssen in zueinander parallelen Ebenen mit einem Versatz von maximal
0,1 mm liegen (u < 0,05 mm). Die Auflager müssen so angeordnet werden, dass die Längsachse der Probe
zur Drehachse des Pendels bis auf maximal 3/1 000 parallel ist (u < 1/1 000)
6.5.3 Die beiden zur Probe weisenden Widerlagerflächen müssen in zueinander parallelen Ebenen mit
einem Versatz von maximal 0,1 mm liegen (u < 0,05 mm). Der Winkel zwischen den Ebenen der Widerlager
o
und der Auflager muss (90 ± 0,1)° betragen (u < 0,05 ). Weitere Anforderungen an die Anordnung der
Widerlager werden in Tabelle 3 angegeben.
6.5.4 Es muss ein ausreichender Zwischenraum vorgesehen werden um sicherzustellen, dass die Bruch-
stücke der Probe frei sind und unter einem Minimum an störenden Beeinflussungen aus der Maschine
herausfallen können, ohne auf den Hammer zurückzuprallen, bevor das Pendel seine Schwingung beendet
hat. Kein Teil des Pendels, das die Widerlager passiert, darf breiter als 18 mm sein (u < 0,2 mm).
Hämmer haben meist eine der beiden grundlegenden Formen (siehe Bild 1). Bei Anwendung von C-Form-
Hämmern prallen die Probenbruchstücke nicht auf den Hammer, wenn der Freiraum an beiden Enden der
Probe mehr als 13 mm beträgt. Falls zur Positionierung der Proben Endanschläge angewendet werden,
...
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