DE102012221600A1 - Test apparatus for testing hard material containing friction-increasing paint layer, comprises test piece carrier, on which test piece is mounted such that test surface of test piece is temporarily pressed against paint layer - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Prüfgerät und ein Prüfverfahren zum Prüfen einer hartstoffhaltigen reibungserhöhenden Lackschicht.The invention relates to a testing device and a test method for testing a hard material-containing friction-increasing paint layer.
Aus
In solchen Einsatzfällen ist es nicht möglich, nach Montage der Werkstücke, in diesem Fall des Lagers, eine Überprüfung der korrekten reibungserhöhenden Funktion des Reiblackes durchzuführen. Vielmehr ist es erforderlich, das mit Reiblack beschichtete Bauteil im Rahmen einer Prüfroutine vor der Montage zu prüfen. Allerdings ist wegen der besonderen Beschaffenheit von Reiblacken der Einsatz vieler bekannter Lackprüfverfahren nicht möglich oder die Ergebnisse dieser Lackprüfverfahren liefern keine hinreichende Aussage zur Funktionsfähigkeit des Reiblackes.In such applications, it is not possible, after assembly of the workpieces, in this case the bearing to perform a review of the correct friction-enhancing function of the friction varnish. Rather, it is necessary to examine the coated with friction paint component as part of a test routine before installation. However, because of the special nature of friction varnishes, the use of many known paint test methods is not possible or the results of these paint test methods do not provide sufficient information on the functionality of the friction varnish.
Eine aus einem Reiblack ausgebildete Lackschicht besitzt zwei verschiedene Schichtdicken. Eine Schichtdicke ist die mittlere Dicke der Bindematrix (Matrixdicke). Da jedoch bereits im unbelasteten Zustand Hartstoffpartikel aus dieser Bindematrix herausragen, gibt es eine zweite und größere Schichtdicke aus dem mittleren Abstand der Spitzen der Hartstoffpartikel vom Bauteiluntergrund (Gesamtdicke). Da die Hartstoffpartikel durch Siebung gewonnen werden und keine orientierte Einbaulage besitzen, ist kein einheitlicher Überstand aller Hartstoffpartikel über die Bindematrix vorhanden. Durch die sehr hohe Anzahl an Partikeln bilden die vielen Spitzen der größten Hartstoffpartikel dennoch ein eigenes Niveau, welches an die Oberfläche herangeführte plane Gegenkörper ohne Eindringen der Partikelspitzen auf einem bestimmten Abstandsniveau von dem Lackuntergrund hält. Beispielsweise kann eine Matrixdicke 40 Mikrometer, die Gesamtdicke aber 100 Mikrometer betragen. A varnish layer formed from a friction varnish has two different layer thicknesses. A layer thickness is the average thickness of the binding matrix (matrix thickness). However, since hard material particles protrude from this binding matrix even in the unloaded state, there is a second and greater layer thickness from the mean distance of the tips of the hard material particles from the component substrate (overall thickness). Since the hard material particles are obtained by sieving and have no oriented installation position, no uniform supernatant of all hard material particles is present over the binding matrix. Due to the very high number of particles, the many tips of the largest hard particles nevertheless form their own level, which keeps flat counter-bodies brought to the surface at a certain distance level from the paint substrate without penetrating the particle tips. For example, a matrix thickness may be 40 micrometers, but the total thickness may be 100 micrometers.
Konventionelle Schichtdickenmessgeräte können diese beiden Dicken nicht unterscheiden. Sie liefern einen für die Prüfung der Lackschicht herangezogenen annähernden Wert einer Dicke, welcher zwar zur Identifizierung von Dickenausreißern geeignet ist, aber keine verlässliche Aussage über die Funktionsfähigkeit der Lackschicht liefert. Es ist beispielsweise möglich, bei unveränderter Gesamtdicke mehr Lackmaterial aufzutragen, wobei die Anzahl der Hartstoffkörner pro Flächeneinheit erhöht und die Matrixdicke erhöht ist. In einem solchen Fall würde kein ausreichender Eingriff der Hartstoffpartikel bei Montage des beschichteten Bauteils erfolgen.Conventional coating thickness gauges can not distinguish these two thicknesses. They provide an approximate value of a thickness used for the examination of the lacquer layer, which although suitable for identifying thickness outliers, does not provide reliable information about the functionality of the lacquer layer. It is possible, for example, to apply more paint material with the overall thickness unchanged, the number of hard material grains per unit area being increased and the matrix thickness being increased. In such a case, there would be no sufficient engagement of the hard material particles during assembly of the coated component.
Das Erzeugen einer bis auf den Untergrund reichenden Fehlstelle im Lack mit Abfahren einer Messlinie über die Lackschicht und die Fehlstelle mittels Oberflächenprüfgerät (Formschrieb) führt zwar zu einer weiteren Qualitätsaussage hinsichtlich der Lackschicht, indem der Schrieb eine Oberflächenstruktur der Lackschicht und eine Dicke der Lackschicht zeigt, allerdings verläuft die Messlinie zufällig über die Lackstruktur und muss dabei weder den höchsten Berg noch das tiefste Tal enthalten.The generation of a reaching to the background defect in the paint with tracing a line over the paint layer and the defect by Oberflächenprüfgerät (Formschrieb) leads to a further quality statement with respect to the paint layer by writing shows a surface structure of the paint layer and a thickness of the paint layer, However, the measurement line runs randomly over the paint structure and must contain neither the highest mountain nor the deepest valley.
Verfahren zur dreidimensional optischen Bewertung der Lackschicht sind wegen ihres Aufwandes, verbunden mit den im Windkraftbereich mehrere Meter großen Werkstücken, für eine ständige Fertigungskontrolle größerer Stückzahlen keine präferierte Lösung. Zudem können optische Verfahren nicht unterscheiden zwischen einem einschichtigen und einem zweischichtigen Lackaufbau. Methods for the three-dimensional optical evaluation of the paint layer are because of their effort, combined with the wind power in the several meters large workpieces, for a constant production control of larger quantities no preferred solution. In addition, optical methods can not distinguish between a single-layer and a two-layer paint system.
Das Lackieren von Vergleichsobjekten mit nachträglicher Untersuchung derselben, z.B. Schichtdicke aus aufgebrachtem Schichtgewicht, ist nicht aussagefähig, da die korrekte Ausbildung der Lackschicht am konkreten zu prüfenden Werkstück abgesichert werden muss.The painting of comparative objects with subsequent examination thereof, e.g. Layer thickness of applied coating weight, is not meaningful, since the correct formation of the paint layer on the concrete workpiece to be tested must be secured.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine zuverlässige Aussage über die Funktionsfähigkeit einer hartstoffhaltigen reibungserhöhenden Lackschicht auf einem Bauteil zu erzielen, nachdem die Lackschicht ausgehärtet ist und bevor das Bauteil montiert und dabei im Bereich der Lackschicht gegen eine Gegenfläche gepresst wird.The object of the invention is therefore to obtain a reliable statement about the functionality of a hard material-containing friction-increasing paint layer on a component after the paint layer has cured and before the component is mounted and thereby pressed in the area of the paint layer against a counter surface.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombinationen der nebengeordneten Ansprüche gelöst.This object is achieved by the feature combinations of the independent claims.
Das erfindungsgemäße Prüfgerät zum Prüfen einer hartstoffhaltigen reibungserhöhenden Lackschicht weist einen Prüfkörperträger zur Aufnahme eines Prüfkörpers mit einer Prüffläche auf. Der Prüfkörper ist vom Prüfkörperträger so gelagert, dass die Prüffläche des Prüfkörpers im Betriebszustand des Prüfgeräts zeitweise gegen die Lackschicht gepresst wird. Der Prüfkörper weist im Bereich der Prüffläche ein Material auf, das bei einem Kontakt mit Hartstoffpartikeln, die in der Lackschicht enthalten sind, zerkratzt wird.The test device according to the invention for testing a hard material-containing friction-increasing lacquer layer has a Prüfkörperträger for receiving a test body with a test surface. The test specimen is supported by the test specimen carrier in such a way that the test surface of the test specimen is temporarily pressed against the varnish layer in the operating state of the test specimen. In the area of the test surface, the test piece has a material which is scratched when it comes into contact with hard-material particles contained in the varnish layer.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass sie mit geringem Aufwand eine zuverlässige Prüfung einer hartstoffhaltigen reibungserhöhenden Lackschicht ermöglicht. The invention has the advantage that it enables a reliable examination of a hard material-containing friction-increasing lacquer layer with little effort.
Der Prüfkörper kann unter Vorspannung vom Prüfkörperträger gelagert sein. Dadurch kann ein für die Ausbildung von Kratzern im Material der Prüffläche benötigter Anpressdruck erzeugt werden. Die Vorspannung kann so ausgebildet sein, dass sie auf die Prüffläche eine Kraft ausübt. Die Vorspannung kann durch das Gewicht des Prüfkörpers ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Vorspannung durch ein auf den Prüfkörper einwirkendes elastisches Element ausgebildet sein. Das Prüfgerät kann ein Einstellelement zur Veränderung der Vorspannung aufweisen. Der Prüfkörper kann in einer Bohrung des Prüfkörperträgers verschiebbar gelagert sein. Der Prüfkörper kann im Bereich der Prüffläche eine Brünierung aufweisen. Eine derart ausgebildete Prüffläche kann mit geringem Aufwand und sehr gut reproduzierbar hergestellt werden. Insbesondere kann der Prüfkörper als ein Wälzkörper ausgebildet sein. Beispielsweise ist der Prüfkörper als eine Zylinderrolle ausgebildet. Derartige Prüfkörper sind in präzisen Abmessungen kostengünstig verfügbar.The test specimen can be stored under prestress from the test specimen carrier. Thereby, a required for the formation of scratches in the material of the test surface contact pressure can be generated. The bias may be configured to exert a force on the test surface. The bias voltage may be formed by the weight of the specimen. Alternatively or additionally, the bias voltage may be formed by an elastic element acting on the test specimen. The tester may include an adjustment member for changing the preload. The test specimen can be displaceably mounted in a bore of the Prüfkörperträgers. The test piece may have a black finish in the area of the test surface. Such a trained test area can be produced with little effort and very good reproducible. In particular, the test body may be formed as a rolling element. For example, the test specimen is designed as a cylindrical roller. Such specimens are available inexpensively in precise dimensions.
Das Prüfgerät kann so ausgebildet sein, dass der Prüfkörperträger im Betriebszustand des Prüfgeräts parallel zur Lackschicht beweglich ist.The test apparatus may be designed such that the test specimen carrier is movable parallel to the varnish layer in the operating state of the test apparatus.
Weiterhin kann das Prüfgerät so ausgebildet sein, dass die Vorspannung des Prüfkörpers im Betriebszustand des Prüfgeräts senkrecht zur Bewegungsrichtung des Prüfkörperträgers wirkt.Furthermore, the tester can be designed so that the bias of the test body in the operating state of the tester acts perpendicular to the direction of movement of the Prüfkörperträgers.
Das Prüfgerät kann einen Rahmen aufweisen, der die Bewegungsfreiheit des Prüfkörperträgers begrenzt. Auf diese Weise können reproduzierbare Prüfungsbedingungen geschaffen werden. Insbesondere begrenzt der Rahmen die Bewegungsfreiheit des Prüfkörperträgers parallel zur Lackschicht. Beispielsweise kann der Rahmen die lineare Beweglichkeit des Prüfkörpers begrenzen.The tester may have a frame that limits the freedom of movement of the test specimen carrier. In this way, reproducible test conditions can be created. In particular, the frame limits the freedom of movement of the Prüfkörperträgers parallel to the lacquer layer. For example, the frame may limit the linear mobility of the specimen.
Der Rahmen kann wenigstens eine Auflagefläche zum Abstützen des Rahmens auf der Lackschicht aufweisen.The frame may have at least one support surface for supporting the frame on the lacquer layer.
Weiterhin kann der Rahmen wenigstens eine Schiene zur Führung des Prüfkörperträgers aufweist. Dies hat den Vorteil, dass eine sehr hohe Reproduzierbarkeit erreicht und eine Beschädigung der Lackschicht vermieden wird. Die Schiene kann so ausgebildet sein, dass der Prüfkörperträger im Betriebszustand in einem Abstand zur Lackschicht geführt wird, so dass er die Lackschicht nicht berührt. Insbesondere kann der Prüfkörperträger in einem konstanten Abstand zur Lackschicht geführt werden.Furthermore, the frame may have at least one rail for guiding the Prüfkörperträgers. This has the advantage that a very high reproducibility is achieved and damage to the lacquer layer is avoided. The rail may be formed so that the Prüfkörperträger is performed in the operating state at a distance to the paint layer, so that it does not touch the paint layer. In particular, the Prüfkörperträger can be performed at a constant distance from the paint layer.
Der Prüfkörperträger kann aus Kunststoff gefertigt sein.The test specimen carrier can be made of plastic.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Prüfen einer hartstoffhaltigen reibungserhöhenden Lackschicht wird ein Prüfkörperträger parallel zur Lackschicht bewegt wird und dabei eine Prüffläche eines vom Prüfkörperträger gelagerten Prüfkörpers gegen die Lackschicht gepresst wird, so dass in der Prüffläche von aus der Lackschicht herausragenden Hartstoffpartikeln ein Kratzmuster ausgebildet wird. Die Lackschicht wird auf Basis des Kratzmusters beurteilt.In the method according to the invention for testing a hard material-containing friction-increasing lacquer layer, a test element carrier is moved parallel to the lacquer layer and a test surface of a test body supported by the test body carrier is pressed against the lacquer layer so that a scratch pattern is formed in the test surface of the hard material particles protruding from the lacquer layer. The lacquer layer is evaluated on the basis of the scratch pattern.
Zur Beurteilung der Lackschicht kann das Kratzmuster mit Referenz-Kratzmustern verglichen werden.To evaluate the lacquer layer, the scratch pattern can be compared with reference scratch patterns.
Der Prüfkörperträger kann über denselben Bereich der Lackschicht in entgegengesetzte Richtungen bewegt werden. Insbesondere kann der Prüfkörperträger entlang einer Bahnkurve bewegt und entlang derselben Bahnkurve zum Ausgangspunkt zurück bewegt werden. Der Prüfkörperträger kann in einem Abstand von der Lackschicht bewegt werden, so dass er die Lackschicht nicht berührt. Dadurch kann eine Beschädigung der Lackschicht vermieden werden. Ebenso ist es auch möglich, dass der Prüfkörperträger auf der Lackschicht gleitet. Diese Verfahrensvariante kann mit besonders geringem Aufwand realisiert werden.The test specimen carrier can be moved over the same area of the paint layer in opposite directions. In particular, the Prüfkörperträger can be moved along a trajectory and moved along the same trajectory back to the starting point. The test specimen carrier can be moved at a distance from the lacquer layer, so that it does not touch the lacquer layer. As a result, damage to the paint layer can be avoided. Likewise, it is also possible that the test specimen carrier slides on the lacquer layer. This process variant can be realized with very little effort.
Die Bewegung des Prüfkörperträgers kann auf eine fest vorgegebene Wegstrecke begrenzt werden. Dadurch können für jede Prüfung vergleichbare Bedingungen geschaffen werden.The movement of the Prüfkörperträgers can be limited to a fixed path. As a result, comparable conditions can be created for each test.
Der Prüfkörper kann mit einem einstellbaren Anpressdruck gegen die Lackschicht gepresst werden. Dies hat den Vorteil, dass die Prüfung mit dem optimalen Anpressdruck vorgenommen werden kann. Insbesondere kann der Anpressdruck auf einen vorgegebenen Wert eingestellt werden. Der Anpressdruck kann durch ein elastisches Element erzeugt werden.The test piece can be pressed against the lacquer layer with an adjustable contact pressure. This has the advantage that the test can be carried out with the optimum contact pressure. In particular, the contact pressure can be set to a predetermined value. The contact pressure can be generated by an elastic element.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.The invention will be explained below with reference to the embodiment shown in FIGS.
Es zeigen:Show it:
Bei dem Prüfobjekt
Bei der Lackschicht
Sind die Hartstoffpartikel so weit in der Bindematrix, eingebettet, dass sie unter Betriebsdruck nach Montage nicht ausreichend in die Flächen der zu verbindenden Bauteile eindringen, kommt es zum Versagen der Lackschicht
Eine zu dünne Lackschicht
Das Prüfgerät
Die Schienen
Der Prüfkörperträger
Ausgehend vom oberen Ende der Bohrung
Der Prüfkörper
Zwischen dem Magneten
Das Prüfgerät
Zur Prüfung der Lackschicht
Der Rahmen
Nachdem der Prüfkörperträger
Das oberste Kratzmuster, das mit A bezeichnet ist, weist keinerlei Kratzer auf. Dies bedeutet, dass keine Hartstoffpartikel in die Prüffläche
Das mit B bezeichnete Kratzmuster, das in
Unterhalb des Kratzmusters B ist in
Das ganz unten in
Bei einer Variante des Prüfgeräts
Das erfindungsgemäße Prüfverfahren kann ergänzend zu konventionellen Lackprüfungen eingesetzt werden, so dass mit einer hohen Zuverlässigkeit die die Funktionsfähigkeit der geprüften Lackschicht
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Prüfgerät tester
- 22
- Lackschicht paint layer
- 33
- Prüfobjekt UUT
- 44
- Rahmen frame
- 55
- Prüfkörperträger Prüfkörperträger
- 66
- Anschlagleiste stop bar
- 77
- Schiene rail
- 88th
- Vertiefung deepening
- 99
- Erhöhung increase
- 1010
- Bohrung drilling
- 11 11
- Innengewinde inner thread
- 1212
- Stellschraube screw
- 1313
- Bohrung drilling
- 1414
- Bolzen bolt
- 1515
- Verdickung thickening
- 1616
- Magnet magnet
- 1717
- Prüfkörper specimen
- 1818
- Prüffläche test area
- 1919
- elastisches Element elastic element
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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