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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung zur
Prüfung von Oberflächen, insbesondere zur Prüfung
von Lacken, mittels einer über die zu prüfende
Oberfläche hin und her gleitenden Bürste gemäß dem
Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem
ein Prüfverfahren zur Prüfung von Oberflächen.
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Aus
der
DE 22 62 956 ist
eine gattungsgemäße Prüfeinrichtung zur
Abriebprüfung von Anstrichfilmen mittels einer über
diese hin- und hergleitenden Bürste bekannt. Ein kompliziertes
System von Seilzügen, Antriebs- und Umlenkrollen führt
bei dieser Prüfeinrichtung dazu, dass alle in der Prüfeinrichtung
zu prüfende Proben mit einer vorzugsweise gleichen Bürstengeschwindigkeit überstrichen
werden, so dass vergleichbare Versuchsverhältnisse realisierbar
sind.
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Des
weiteren sind zur Prüfung der Kratzbeständigkeit
von Oberflächenbeschichtungen sogenannte Amtec-Labor-Waschanlagen
bekannt, mittels welchen der sogenannte Amtec-Kistler-Test durchgeführt
werden kann. Bei dieser Prüfung werden dabei die entsprechenden
Prüfflächen auf einen Träger aufgebracht,
welcher unter einer rotierenden Bürste hin und her bewegt
wird. Bei jeder Richtungsänderung der Bürste ändert
diese auch ihre Drehrichtung. Während des Tests wird die
Bürste dabei mit Wasser benetzt, wobei zur Verstärkung
des Kratzeffektes ein Additiv als Schmutzersatz beigemischt werden
kann. Maßstab für die Beurteilung des Testergebnisses
ist der durch den Test entstehende Glanzgradverlust, das heißt
die Differenzierung zwischen dem vor und nach dem Test ermittelten
Glanzgrad.
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Die
vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für eine Prüfeinrichtung der gattungsgemäßen
Art eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, mittels
welcher insbesondere ein Prüfergebnis hoher Reproduzierbarkeit
sowie eine Beurteilung von unterschiedlichen Oberflächen
erreicht werden können.
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Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand
des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
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Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Prüfeinrichtung
eine von einer „Prüf"-Bürste zu überstreichende
Prüfstrecke vorzusehen, auf welcher lediglich in der Mitte
linear in Prüfrichtung nacheinander angeordnet ein Prüfflächenabschnitt
sowie ein Referenzflächenabschnitt vorgesehen sind. In
den Umkehrbereichen der Bürste sind als Blindflächenabschnitte
ausgebildete Flächenabschnitte vorgesehen, so dass eine
Beschleunigung bzw. Verzögerungsbewegung der Bürste
sowie deren Richtungsumkehr nicht auf dem Prüfflächenabschnitt
oder dem Referenzflächenabschnitt erfolgt, sondern auf
den die Prüfung nicht beeinflüssenden Blindflächenabschnitten.
Die Prüfeinrichtung weist obengenannte hin- und hergleitende
Bürste auf, wobei die einzelnen Flächenabschnitte,
die von der Bürste beim Prüfvorgang überstrichen
werden, plan und in Bürstrichtung linear zueinander angeordnet sind.
Die Bürste überstreicht somit beim Prüfvorgang zunächst
bei der Hin-Bewegung einen ersten Blindflächenabschnitt
und dann den Prüfflächenabschnitt bzw. den Referenzflächenabschnitt,
um anschließend im zweiten Blindflächenabschnitt
abgebremst und bezüglich ihrer Bewegungsrichtung umgekehrt zu
werden. Anschließend überstreicht sie in umgekehrter
Richtung wiederum den zweiten Blindflächenabschnitt, den
Referenz- bzw. Prüfflächenabschnitt, um anschließend
wieder in ihre Ausgangslage am ersten Blindflächenabschnitt
zurückzukehren. Durch die Anordnung des Prüfflächenabschnitts
und des Referenzflächenabschnitts zwischen den zwei außenliegenden
Blindflächenabschnitten ist es möglich, sowohl
den Prüfflächenabschnitt als auch den Referenzflächenabschnitt
gleichmäßig zu bürsten, das heißt
insbesondere mit einer gleichmäßigen Bürstbewegung
zu überstreichen. Wie oben erwähnt, wird die Verzögerung
bzw. die Beschleunigung sowie eine Bürstrichtungsumkehr
ausschließlich in den beiden außen gelegenen Blindflächenabschnitten durchgeführt.
Durch die Anordnung des Referenzflächenabschnittes direkt
neben dem Prüfflächenabschnitt kann zudem die
zu prüfende Oberfläche des Prüfflächenabschnittes
mit der Oberfläche des Referenzflächenabschnittes
verglichen werden, wodurch eine aussagekräftige Beurteilung
der Kratzbeständigkeit der zu prüfenden Oberfläche
erreicht werden kann. Darüber hinaus ist die erfindungsgemäße
Prüfeinrichtung konstruktiv äußerst einfach
aufgebaut und dadurch kostengünstig herzustellen und mobil.
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Bei
einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen
Lösung weist die Brüste ein vordefiniertes Gewicht
auf und/oder trägt ein vordefiniertes Massenelement, welches
die Bürste gleichmäßig belastet. Zur
Erzielung objektiver Prüfergebnisse ist es besonders wichtig,
die Bürste mit stets gleicher Geschwindigkeit und gleichem
Gewicht auf den zu prüfenden Prüfflächenabschnitten
bzw. dem Referenzflächenabschnitt zu bewegen. Da die Abtragwirkung der
Bürste auf den Oberflächen insbesondere vom Gewicht
der Bürste, das heißt der mechanischen Belastung,
abhängt, ist zur Erzielung reproduzierbarer und verlässlicher
Prüfergebnisse die Definition des genauen Gewichts der
Bürste unerlässlich. Durch ein zusätzlich
angebrachtes Masseelement können darüber hinaus
unterschiedliche Belastungsszenarien simuliert werden.
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Zweckmäßig
sind die Flächenabschnitte während der Prüfung
fixiert. Um auch hier reproduzierbare und zuverlässige
Prüfergebnisse zu erhalten, ist es wichtig, die einzelnen
Flächenabschnitte während des Prüfvorganges
unverschieblich festzulegen, so dass keine Relativbewegung zwischen
den Flächenabschnitt und der Prüfeinrichtung erfolgen kann.
Dies kann beispielsweise über zweiseitig klebende Textilklebebänder
erfolgen, welche auf einer der Bürste abgewandten Seite
der Flächenabschnitte angebracht werden, so dass die Flächenabschnitte über
das zweiseitig klebende Textilklebeband an der Prüfeinrichtung
fixierbar sind. Ein derartiges zweiseitiges Klebeband lässt
sich nach Durchführung der Prüfung leicht entfernen,
so dass sich insbesondere ein Austausch der einzelnen Flächenabschnitt
besonders einfach gestaltet.
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Zweckmäßigerweise
weist die Bürste Nylonborsten auf. Nylon ist ein seit langem
bekanntes Polyamid, welches insbesondere für Zahn- und
Handbürsten verwendet wird.
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Einerseits
sind derartige aus Nylon gefertigte Borsten kostengünstig
herzustellen und erzeugen andererseits den gewünschten
Kratz- bzw. Abriebseffekt auf dem zu prüfenden Prüfflächenabschnitt. Durch
Nylonborsten ist es somit möglich, die Prüfdauer
gering zu halten und dadurch Kosten einzusparen.
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Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei
zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine
erfindungsgemäße Prüfeinrichtung in einer
Seitenansicht,
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2 eine
erfindungsgemäße Prüfeinrichtung in einer
Draufsicht.
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Entsprechend
der 1 weist eine erfindungsgemäße
Prüfeinrichtung 1 zur Prüfung von Oberflächen,
insbesondere zur Prüfung von Lackoberflächen,
insgesamt vier Flächenabschnitte 2, 3, 4 und 5 sowie
eine während der Prüfung über diese Flächenabschnitte 2, 3, 4, 5 hinweggleitende
Bürste 6 auf. Die Flächenabschnitte 2 und 5 sind
dabei randseitig der Prüfeinrichtung 1 angeordnet
und als sogenannte Blindflächenabschnitte 2, 5 ausgebildet.
Zwischen diesen beiden Blindflächenabschnitten 2 und 5 liegen
der Prüfflächenabschnitt 3 sowie der
Referenzflächenabschnitt 4. Die einzelnen Flächenabschnitte 2 bis 5 sind
dabei plan und in Bürstrichtung 8 linear zueinander
angeordnet. In den beiden außen angeordneten Blindflächenabschnitten 2 und 5 verzögert
bzw. beschleunigt sich eine Bewegung der Bürste 6 und
kehrt darüber hinaus ihre Bewegungsrichtung um, während
die Bewegung auf Prüfflächenabschnitt 3 und
dem Referenzflächenabschnitt 4 im wesentlichen
gleichförmig ist.
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Wie
der Name bereits erkennen lässt, trägt der Prüfflächenabschnitt 3 die
zu prüfende Oberfläche, das heißt eine
zu prüfende Lackschicht, während der Referenzflächenabschnitt 4 eine
Referenzoberfläche, das heißt beispielsweise eine
Referenzlackschicht trägt.
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Wie
den 1 und 2 zu entnehmen ist, wird die
Bürste 6 während des Prüfvorganges
hin und her bewegt und zwar entlang der Bürstrichtung 8,
wobei jeweils eine Bewegungsumkehr in den randseitig angeordneten
Blindflächenabschnitten 2 und 5 erfolgt.
Eine Prüfbewegung besteht daher beispielsweise aus einem
Beschleunigen auf dem Blindflächenabschnitt 2 sowie
einem anschließenden gleichförmigen Überstreichen
des Prüfflächenabschnitts 3 und des Referenzflächenabschnittes 4 mit
einem anschließenden Verzögern auf dem Blindflächenabschnitt 5.
Ist die Bürste 6 vollständig abgebremst,
so wird ihre Bewegungsrichtung auf dem Blindflächenabschnitt 5 umgekehrt
und sie wird in Richtung des Referenzflächenabschnitts 4 wieder
beschleunigt. Bereits vor Erreichen des Referenzflächenabschnittes 4 erlangt
die Bürste 6 ihre Prüfgeschwindigkeit, so
dass ein anschließendes Überstreichen des Referenzflächenabschnittes 4 und
des Prüfflächenabschnittes 3 mit gleicher
Bewegungsgeschwindigkeit erfolgen kann. Wieder angekommen auf dem
Blindflächenabschnitt 2 wird die Bürste
abgebremst, bis sie vollständig zum Stillstand kommt. Hiernach
kann eine neue, aus einer Hin- und Herbewegung bestehende Prüfbewegung
erfolgen. Denkbar sind bei einem Prüfvorgang beispielsweise
insgesamt zehn Hin- und Herbewegungen.
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Selbstverständlich
kann eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung vorgesehen sein,
mittels welcher die Bürste 6 während
des Prüfvorganges bewegt wird. Denkbar ist aber auch, dass
die Bürste 6 händisch während
des Prüfvorganges über die einzelnen Flächenabschnitte 2 bis 5 bewegt
wird.
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Um
ein möglichst reproduzierbares und aussagekräftiges
Prüfergebnis zu erhalten, ist es wichtig, dass die Bürste 6 während
des Prüfvorganges nur gezogen, das heißt, ohne
dass ein zusätzlicher Druck auf die Bürste ausgeübt
wird. Aus diesem Grunde besteht der Anpressdruck der Bürste 6 auf
die einzelnen Flächenabschnitte 2 bis 5 aus
deren vordefiniertem Gewicht, wobei zur Simulierung einzelner Prüfszenarien
zusätzlich ein vordefiniertes Masseelement 7 vorgesehen
sein kann, welches auf der Bürste 6 angeordnet
wird, und welches die Bürste gleichmäßig
belastet. Ein derartiges Masseelement 7 kann insbesondere
ein Gewicht von ca. 500 g aufweisen.
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Zweckmäßig
weist die Bürste 6 Nylonborsten auf, welche eine
Beurteilung der Kratzbeständigkeit der einzelnen Flächenabschnitte 3 und 4 bereits nach
wenigen Hin- und Herbewegungen der Bürste 6 erlaubt.
Denkbar sind selbstverständlich aber auch andere, insbesondere
härtere oder weichere Borsten sowie insbesondere auch,
ein Material, welches an den Bürsten in Auto-Waschanlagen
zum Einsatz kommt.
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Selbstverständlich
sind die einzelnen Flächenabschnitte 2 bis 5 während
der Prüfung an der Prüfeinrichtung 1 fixiert,
wozu beispielsweise doppelseitiges Klebeband, insbesondere doppelseitiges Textilklebeband
verwendet wird, mit welchem die einzelnen Flächenabschnitte 2 bis 5 auf
die Prüfeinrichtung 1 geklebt werden. Denkbar
sind aber auch andere Verbindungsmöglichkeiten, insbesondere
leicht lösbare Clipsverbindungen, denkbar.
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Um
das Ergebnis des Prüfvorganges vergleichend beurteilen
zu können, ist der Prüfflächenabschnitt 3 mit
einem zu prüfenden Lack, insbesondere einem Klarlack, beschichtet,
während der Referenzflächenabschnitt 4 mit
einem Referenzlack, insbesondere einem Referenzklarlack beschichtet
ist. Nach der Prüfung kann somit der Prüfflächenabschnitt 3 mit
dem Referenzflächenabschnitt 4 verglichen und
dadurch Schlussfolgerungen bezüglich der zu prüfenden
Oberfläche gezogen werden.
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Die
erfindungsgemäße Prüfeinrichtung 1 kann
insbesondere zur Prüfung von Lacken auf Karosseriebauteilen
eingesetzt werden und erlaubt hierbei eine schnelle und zuverlässige
Beurteilung der Kratzbeständigkeit der einzelnen Lackoberflächen.
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Um
die Prüfung bei verschiedenen Lackalterstufen wiederholen
zu können, können die einzelnen Flächenabschnitte 2 bis 5 – wie
dies in 2 dargestellt ist – so
breit ausgeführt sein, dass mehrere Prüfvorgänge
auf parallel zueinander verlaufenden Prüfbahnen A, B nacheinander
durchgeführt werden können. Denkbar ist hierbei
insbesondere, dass eine Prüfung unmittelbar nach dem Auftragen des
zu prüfenden Lacks bzw. des Referenzlacks und/oder nach
einer Stunde und/oder nach fünf Tagen durchgeführt
wird.
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Insgesamt
bietet die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung 1 den
Vorteil, dass ein leicht reproduzierbares und objektives Prüfergebnis
bezüglich der Kratzbeständigkeit der zu prüfenden
Oberflächen erreicht werden kann, wodurch die erzielten
Prüfergebnisse eine äußerst hohe Qualität
aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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