Härteprüfgeräte

Allgemeines zur Härtemessung

Die Härtemessung fällt in den Bereich der Messtechnik. Der Begriff Härte beschreibt die mechanische Widerstandsfähigkeit eines Materials entgegen dem Eindringen eines anderen Körpers. Dabei geht es um den Widerstand gegen härtere, ebenso wie gegen weichere und gleich harte Körper. Somit bestimmt die Härte eines Materials dessen Qualität, sowie die weiteren Verwendungsmöglichkeiten. Welches Härteprüfgerät zur Messung einsetzt wird, ist abhängig vom Material und dessen Eigenschaften. In der Praxis existieren zahlreiche verschiedene Messgeräte. Grundsätzlich unterscheidet man bei der Härtemessung zwischen der statischen, sowie der dynamischen Härteprüfung.

Statisches Messverfahren nach Shore

Unterschiedliche Materialien erfodern unterschiedliche Härtemessverfahren wie Brinell, Rockwell, Vickers, Ultraschall, sowie Shore. Bei dem statischen Messverfahren nach Shore erfolgt die Härteprüfung mit Hilfe eines Eindringkörpers. Der federbelastete Stift aus gehärtetem Stahl wird über einen festgelegten Zeitraum in die Oberfläche des zu messenden Materials gedrückt. Die Eindringtiefe dient als Maß für die Härte und wird auf einer Skala von 0 Shore (2,5 Millimeter Eindringtiefe) bis 100 Shore (0 Millimeter Eindringtiefe) angezeigt. Man unterscheidet zwischen Shore-A für Weich-Elastomeren, sowie Shore-D für Zäh-Elastomeren. Die unterschiedlichen Geometrien der Eindringkörper stellen hierbei den Unterschied dar. Die Shore-Methode dient vor allem der Härteprüfung von Elastomeren, wie Kunststoff oder Kautschuk. Bei härterem Material, wie Metall aber auch Holz, kommt sie nicht zum Einsatz. Um den Einfluss der Umgebungstemperatur möglichst gering zu halten, sollte die Prüfung bei einer Raumtemperatur von 23°C durchgeführt werden.

Ultraschallmessgeräte

Ultraschallmessgeräte eignen sich besonders für die mobile Härtemessung. Hier wird mittels eines Schwingstabes, der mit Ultraschallfrequenz schwingt und mit einer Prüfkraft auf die Probe gedrückt. Die Resonanzfrequenz des vorhanden Eindringkörpers erhöht sich, sobald er bei der Erzeugung des Eindrucks mit dem Material in Berührung kommt. Die entstehende Dämpfung leitet die Härte ab. Die Messung mittels Ultraschall ermöglicht einen zerstörungsfreien Vorgang, da die Prüfkraft gering ist und so nur ein mikroskopisch kleiner Eindringkrater entsteht. Ultraschall Härteprüfgeräte eignen sich beispielsweise für die Messung der Härte von nicht metallischen Metallen und Stahl.

Dynamisches Messverfahren nach Leeb

Für härtere Materialien eignet sich ein dynamisches Messverfahren. Beim Messverfahren nach Leeb wird ein Schlagkörper mit einem integrierten Eindringkörper auf das zu messende Material geschossen. Dieses Verfahren wird auch Rückprallverfahren genannt. Der Geschwindigkeitsverlust zwischen Auf- und Rückprall des Eindringkörpers dient als Messgröße. Diese Methode wird beispielsweise zur Härteprüfung von Rohren oder Schmiedestücken eingesetzt.

Arten von Härteprüfgeräten

Die Härteprüfgeräte lassen sich in zwei Gerätetypen unterscheiden: das manuelle und das elektronische Härteprüfgerät. Die mechanische Messung erfordert eine manuelle Ausführung aller Handgriffe: die Platzierung des Objektes, die Laststeuerug, sowie den Drucktest ansich. Die Skala der Messuhr zeigt die Eindringtiefe der Messsonde an, sodass die Härte des Materials präzise abgelesen werden kann. Im Gegensatz zum manuellen erledigt das eletronische Prüfgerät alle wichtigen Schritte für den Bediener. Die klassischen Standgeräte benötigen einen Stromanschluss. Zahlreiche elektronische Härtemessgeräte sind mittlerweile auch für den mobilen Einsatz gedacht, weshalb diese Batteriebetrieben funktionieren. Die Geräte verfügen über zahlreiche Zusatzfunktionen wie eine Messwertspeicherung, die Möglichkeit die Härtewerte in verschiedene Härteskalen umzurechnen, sowie USB-Schnittstellen. Dadurch besteht die Möglichkeit die Daten auf einen Computer zu übertragen.