DE102018128689A1 - Carrying out a shear pull test with a pneumatic-hydraulic riveter - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen einer Scherzugprobe für eine Materialprobe (10) mit einem pneumatisch-hydraulischen Nietgerät (24), umfassend die Schritte Bereitstellen der Materialprobe (10), Anbringen eines ersten Adapters (36) an einer Aufnahme (34) für einen Nietbügel (26) oder einen Blindnietkopf (32) des Nietgeräts (24), Anbringen eines zweiten Adapters (42) an einem Kolben (28) des Nietgeräts (24), Befestigen eines ersten Endes (18) der Materialprobe (10) an dem ersten Adapter (36), Befestigen eines zweiten Endes (20) der Materialprobe (10) an dem zweiten Adapter (42), und Betätigen des Nietgeräts (24) zur Durchführung der Scherzugprobe unter Aufbringung einer Zugkraft auf die beiden Enden (18, 20) der Materialprobe (10). Die Erfindung betrifft außerdem ein Gerät (50) zum Durchführen einer Scherzugprobe für eine Materialprobe (10).The invention relates to a method for carrying out a shear tensile test for a material sample (10) with a pneumatic-hydraulic riveting device (24), comprising the steps of providing the material sample (10), attaching a first adapter (36) to a receptacle (34) for one Rivet bracket (26) or a blind rivet head (32) of the riveting device (24), attaching a second adapter (42) to a piston (28) of the riveting device (24), attaching a first end (18) of the material sample (10) to the first Adapter (36), attaching a second end (20) of the material sample (10) to the second adapter (42), and actuating the riveting device (24) to carry out the shear pull test by applying a tensile force to the two ends (18, 20) of the Material sample (10). The invention also relates to a device (50) for carrying out a shear tensile test for a material sample (10).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Durchführen einer Scherzugprobe für eine Materialprobe.The present invention relates to a method for performing a shear tensile test for a material sample.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Gerät zum Durchführen einer Scherzugprobe für eine Materialprobe.The invention further relates to a device for carrying out a shear tensile test for a material sample.
Bei der Produktion von verbundenen Bauteilen werden zunehmend Klebeverfahren verwendet, um die einzelnen Bauteile zu verbinden. Dabei ist eine zuverlässige Verbindung der Bauteile essentiell. Um die Qualität der Verbindung in der Produktion sicher zu stellen, sind daher bereits während der Produktion Tests erforderlich.In the production of connected components, adhesive methods are increasingly used to connect the individual components. A reliable connection of the components is essential. To ensure the quality of the connection in production, tests are therefore necessary during production.
Dies wird auch normativ beispielsweise durch die
„Qualitätsanforderungen an Klebprozesse“ gefordert. Die
"Quality requirements for adhesive processes" required. The
Eine Anforderung aus der Norm heraus ist die Erstellung von Arbeitsproben. So ist es beispielsweise erforderlich, direkt nach der Verklebung die Arbeitsprobe bestenfalls mit der gleichen Klebekartusche herzustellen, mindestens jedoch mit einer Klebekartusche aus derselben Charge. Dabei kann für weiche PU-Klebstoff, wie z.B. Scheibenklebstoff und Kunststoff-Strukturklebstoff, ein Raupenschältest von Hand durchgeführt werden. Für zähe, spröde Epoxyd-Klebstoffe, wie z.B. Rohbau-Strukturklebstoffe, wird eine Scherzugprobe hergestellt. Diese kann jedoch nicht von Hand durchgeführt und geprüft werden, weshalb diese Prüfung sehr aufwändig sein kann.One requirement from the standard is the creation of work samples. It is necessary, for example, to produce the work sample at best with the same adhesive cartridge immediately after bonding, but at least with an adhesive cartridge from the same batch. For soft PU glue, e.g. Window adhesive and plastic structural adhesive, a caterpillar peel test can be carried out by hand. For tough, brittle epoxy adhesives, such as Structural structural adhesives, a shear tensile test is made. However, this cannot be carried out and checked by hand, which is why this check can be very complex.
Die
Die
Die
Diesen Prüfverfahren ist gemein, dass sie sehr aufwändig in der Durchführung sind und teilweise kostenintensive Geräte erfordern.What these test methods have in common is that they are very complex to carry out and in some cases require expensive equipment.
Ausgehend von dem oben genannten Stand der Technik liegt der Erfindung somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und ein Gerät der oben genannten Art anzugeben, die eine vereinfachte Durchführung von Scherzugproben ermöglichen.Based on the above-mentioned prior art, the invention is therefore based on the object of specifying a method and a device of the type mentioned above which enable a simplified execution of shear tensile tests.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. The object is achieved according to the invention by the features of the independent claims. Advantageous embodiments of the invention are specified in the subclaims.
Erfindungsgemäß ist somit ein Verfahren zum Durchführen einer Scherzugprobe mit einer Materialprobe mit einem pneumatisch-hydraulischen Nietgerät vorgesehen, umfassend die Schritte Bereitstellen der Materialprobe, Anbringen eines ersten Adapters an einer Aufnahme für einen Nietbügel oder einen Blindnietkopf des Nietgeräts, Anbringen eines zweiten Adapters an einem Kolben des Nietgeräts, Befestigen eines ersten Endes der Materialprobe an dem ersten Adapter, Befestigen eines zweiten Endes der Materialprobe an dem zweiten Adapter, und Betätigen des Nietgeräts zur Durchführung der Scherzugprobe unter Aufbringung einer Zugkraft auf die beiden Enden der Materialprobe. According to the invention, a method is therefore provided for carrying out a shear pull test with a material sample using a pneumatic-hydraulic riveting device, comprising the steps of providing the material sample, attaching a first adapter to a receptacle for a rivet bracket or a blind rivet head of the riveting device, attaching a second adapter to a piston the riveting tool, attaching a first end of the material sample to the first adapter, attaching a second end of the material sample to the second adapter, and actuating the riveting device to perform the shear tensile test by applying a tensile force to the two ends of the material sample.
Erfindungsgemäß ist außerdem ein Gerät zum Durchführen einer Scherzugprobe für eine Materialprobe vorgesehen, umfassend ein pneumatisch-hydraulisches Nietgerät, einen ersten Adapter, der an einer Aufnahme für einen Nietbügel oder einen Blindnietkopf des Nietgeräts angebracht ist, einen zweiten Adapter, der an einem Kolben des Nietgeräts angebracht ist, wobei der erste Adapter zum Befestigen eines ersten Endes der Materialprobe ausgeführt ist, der zweite Adapter zum Befestigen eines zweiten Endes der Materialprobe ausgeführt ist, und das Nietgerät zur Durchführung der Scherzugprobe bei Betätigung unter Aufbringung einer Zugkraft auf die beiden Enden der Materialprobe ausgeführt ist.According to the invention, a device for performing a shear pull test for a material sample is also provided, comprising a pneumatic-hydraulic riveting device, a first adapter which is attached to a receptacle for a rivet bracket or a blind rivet head of the riveting device, a second adapter which is attached to a piston of the riveting device is attached, wherein the first adapter is designed to fasten a first end of the material sample, the second adapter is designed to fasten a second end of the material sample, and the riveting device is designed to carry out the shear pull test when actuated by applying a tensile force to the two ends of the material sample is.
Grundidee der vorliegenden Erfindung ist es also, die Scherzugprobe mit einem an sich bekannten und in Werkstätten weit verbreiteten Nietwerkzeug durchzuführen. Diese Geräte sind darüber hinaus kostengünstig. Durch die pneumatisch-hydraulische Betätigung können erforderliche Kräfte zur Durchführung der Scherzugprobe von beispielsweise 4000N-5000N einfach erreicht werden. Solche Kräfte können notwendig sein, um die Materialprobe entsprechend auf Scherzugbelastung zu prüfen. Dabei ist es unwichtig, dass sich bei der Nietzange die Kraft nicht exakt einstellen lässt. So kann bei der Scherzugprobe nicht die Maximalkraft der Scherzugbelastung geprüft werden, sondern beispielsweise ein Bruchbild einer Bruchstelle. Bei entsprechenden Materialproben kann eine Beurteilung der Belastbarkeit lediglich basierend auf dem Bruchbild erfolgen. Für die Prüfung der Scherzugbelastung können beispielsweise die Nietzange oder das Blindnietwerkzeug des Nietgeräts entfernt werden, um die Adapter zur Befestigung der Materialprobe anzubringen.The basic idea of the present invention is therefore to carry out the shear tensile test with a riveting tool which is known per se and is widely used in workshops. These devices are also inexpensive. The pneumatic-hydraulic actuation makes it easy to achieve the forces required to carry out the shear pull test, for example 4000N-5000N. Such forces may be necessary to check the material sample for shear stress. It is unimportant that the force cannot be set exactly with the riveting pliers. In this way, the maximum force of the shear tensile load cannot be checked in the shear tensile test, but, for example, a fracture pattern of a breaking point. With appropriate material samples, the resilience can only be assessed based on the fracture pattern. For testing the shear tensile load, the riveting pliers or the blind riveting tool of the riveting tool can be removed, for example, in order to attach the adapters for fastening the material sample.
Das pneumatisch-hydraulische Nietgerät ist ein prinzipiell bekanntes Standardwerkzeug. Wichtige Anforderung ist die Möglichkeit der Anbringung des ersten und zweiten Adapters, die bei derartigen Werkzeugen typischerweise gegeben ist.The pneumatic-hydraulic riveting tool is a known standard tool. An important requirement is the possibility of attaching the first and second adapters, which is typically the case with such tools.
Der erste Adapter ist an der Aufnahme für den Nietbügel oder den Blindnietkopf des Nietgeräts angebracht. Der erste Adapter ist somit statisch gehalten. Prinzipiell kann das Nietgerät auch zur Anbringung anderer Werkzeuge an der Aufnahme ausgeführt sein. Der Nietbügel und der Blindnietkopf sind hier lediglich beispielhaft genannt und stellen keine Beschränkung des Nietgeräts dar.The first adapter is attached to the holder for the rivet bracket or the blind rivet head of the riveting tool. The first adapter is thus kept static. In principle, the riveting device can also be designed to attach other tools to the holder. The rivet bracket and the blind rivet head are only mentioned here by way of example and do not represent a limitation of the riveting tool.
Der zweite Adapter ist an dem Kolben des Nietgeräts angebracht. Der zweite Adapter wird also mit dem Kolben bewegt. Die beiden Adapter sind zusammen mit der Materialprobe so ausgeführt, dass die Materialprobe im an den Adaptern befestigten Zustand bei einer Betätigung des Nietgeräts eine Scherzugbelastung erfährt.The second adapter is attached to the piston of the riveting tool. The second adapter is therefore moved with the piston. The two adapters are designed together with the material sample in such a way that the material sample, when attached to the adapters, is subjected to a shear tensile load when the riveting tool is actuated.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Bereitstellen der Materialprobe ein Bereitstellen einer Materialprobe mit zwei verklebten Elementen, und das Betätigen des Nietgeräts zur Durchführung der Scherzugprobe umfasst ein Prüfen eines Bruchbilds einer Klebstoffschicht zwischen den zwei verklebten Elementen. Bei der Klebstoffschicht handelt es sich vorzugsweise um eine Schicht eines spröden Epoxyd-Klebstoffes, wie z.B. einem Rohbau-Strukturklebstoff. Eine korrekte Verbindung der beiden Elemente kann bei einer Scherzugprobe anhand des Bruchbilds des Klebstoffs zuverlässig überprüft werden. Haftet der Klebstoff nach der Scherzugprobe an beiden verbundenen Elementen, liegt ein sogenannter Kohäsionsbruch vor, und die Klebung kann als zuverlässig bewertet werden.In an advantageous embodiment of the invention, the provision of the material sample comprises provision of a material sample with two glued elements, and actuation of the riveting device for carrying out the shear tensile test comprises checking a fracture pattern of an adhesive layer between the two glued elements. The adhesive layer is preferably a layer of a brittle epoxy adhesive, e.g. a structural structural adhesive. Correct connection of the two elements can be reliably checked in a shear tensile test using the fracture pattern of the adhesive. If the adhesive adheres to both connected elements after the shear tensile test, there is a so-called cohesive break and the bond can be rated as reliable.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Befestigen des ersten und/oder zweiten Endes der Materialprobe an dem ersten und/oder zweiten Adapter ein Einhängen eines Lochs bzw. einer Aussparung an dem ersten und/oder zweiten Ende der Materialprobe in einer entsprechenden Einhängevorrichtung des ersten und/oder des zweiten Adapters. Das Anbringen der Materialprobe kann somit besonders einfach und typischerweise ohne Verwendung eines Werkzeugs erfolgen.In an advantageous embodiment of the invention, the fastening of the first and / or second end of the material sample to the first and / or second adapter comprises hanging a hole or a recess in the first and / or second end of the material sample in a corresponding hanging device of the first and / or / or the second adapter. The application of the material sample can thus be carried out particularly easily and typically without the use of a tool.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Einhängen eines Lochs bzw. einer Aussparung an dem ersten und/oder zweiten Ende der Materialprobe in einer entsprechenden Einhängevorrichtung des ersten und/oder des zweiten Adapters das Einhängen des Lochs bzw. der Aussparung an einem Bolzen als Einhängevorrichtung. Der Bolzen ist vorzugsweise in einer Richtung quer zur Bewegungsrichtung des Kolbens angeordnet, um ein zuverlässiges Einhängen der Materialprobe zu ermöglichen und ein unbeabsichtigtes Abrutschen von dem Bolzen zu verhindern. Zur Anbringung der Materialprobe wird der Bolzen durch das jeweilige Loch bzw. die Aussparung geführt.In an advantageous embodiment of the invention, the hanging of a hole or a recess at the first and / or second end of the material sample in a corresponding hanging device of the first and / or the second adapter comprises the hanging of the hole or the recess on a bolt as a hanging device. The bolt is preferably arranged in a direction transverse to the direction of movement of the piston in order to enable the material sample to be reliably suspended and to prevent the bolt from slipping off unintentionally. To attach the Material sample, the bolt is passed through the respective hole or recess.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Befestigen eines zweiten Endes der Materialprobe an dem zweiten Adapter ein Befestigen des zweiten Endes der Materialprobe an dem zweiten Adapter mit einer Schraubverbindung. Die Schraubverbindung der Materialprobe erfolgt also über den zweiten Adapter an dem Kolben. Vorzugsweise wird eine Befestigungsschraube in axialer Richtung in den zweiten Adapter eingeschraubt, besonders bevorzugt in der Achse der Bewegung des Kolbens, so dass die Befestigungsschraube nur axiale Kräfte aufnehmen muss. Entsprechend ist die Materialprobe an ihrem zweiten Ende beispielsweise mit einem Winkel ausgeführt, um die Anbringung mit der Befestigungsschraube zu erleichtern. Der Winkel beträgt vorzugsweise 90°. Dadurch können störende Biegemomente im Kolben, welche zu Undichtigkeiten führen können, verringert oder vermieden werden.In an advantageous embodiment of the invention, fastening a second end of the material sample to the second adapter comprises fastening the second end of the material sample to the second adapter with a screw connection. The screw connection of the material sample thus takes place via the second adapter on the piston. A fastening screw is preferably screwed into the second adapter in the axial direction, particularly preferably in the axis of the movement of the piston, so that the fastening screw only has to absorb axial forces. Accordingly, the material sample is carried out at its second end, for example at an angle, in order to facilitate attachment with the fastening screw. The angle is preferably 90 °. As a result, disturbing bending moments in the piston, which can lead to leaks, can be reduced or avoided.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Befestigen des ersten und/oder zweiten Endes der Materialprobe an dem ersten und/oder zweiten Adapter ein Positionieren der Materialprobe auf einer Bewegungsachse des Kolbens. Durch eine entsprechende Positionierung der Materialprobe können störende Biegemomente im Kolben, welche zu Undichtigkeiten führen können, verringert oder vermieden werden.In an advantageous embodiment of the invention, the fastening of the first and / or second end of the material sample to the first and / or second adapter comprises positioning the material sample on an axis of movement of the piston. By positioning the material sample appropriately, disturbing bending moments in the piston, which can lead to leaks, can be reduced or avoided.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Betätigen des Nietgeräts zur Durchführung der Scherzugprobe unter Aufbringung einer Zugkraft auf die beiden Enden der Materialprobe ein Betätigen des Kolbens in einer rückwärtsgerichteten Richtung. Der Kolben führt also eine Bewegung durch, durch die er in ein Gehäuse des Nietgeräts mit einem Hydraulikzylinder hinein translatorisch verschoben wird. Dadurch kann die Materialprobe besonders einfach in der Bewegungsachse des Kolbens positioniert werden, um störende Biegemomente im Kolben zu verringern oder zu vermeiden.In an advantageous embodiment of the invention, the actuation of the riveting device for carrying out the shear tensile test with application of a tensile force to the two ends of the material sample comprises actuation of the piston in a rearward direction. The piston therefore carries out a movement by means of which it is translationally displaced into a housing of the riveting device with a hydraulic cylinder. As a result, the material sample can be positioned particularly easily in the movement axis of the piston in order to reduce or avoid disruptive bending moments in the piston.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Betätigen des Nietgeräts zur Durchführung der Scherzugprobe unter Aufbringung einer Zugkraft auf die beiden Enden der Materialprobe ein Betätigen des Kolbens in einer vorwärtsgerichteten Richtung. Der Kolben führt also eine Bewegung durch, durch die er aus einem Gehäuse des Nietgeräts mit einem Hydraulikzylinder heraus translatorisch verschoben wird. Die Materialprobe wird dann vorzugsweise in einem Bereich neben dem zweiten Adapter gehalten.In an advantageous embodiment of the invention, the actuation of the riveting device for carrying out the shear tensile test with application of a tensile force to the two ends of the material sample comprises actuation of the piston in a forward direction. The piston therefore carries out a movement by means of which it is translationally displaced out of a housing of the riveting device with a hydraulic cylinder. The material sample is then preferably held in an area next to the second adapter.
In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung umfasst das Anbringen eines ersten Adapters an einer Aufnahme für einen Nietbügel des Nietgeräts und/oder das Anbringen eines zweiten Adapters an einem Kolben des Nietgeräts ein Anbringen mit einer Schraubmontage. Die Schraubmontage kann schnell und einfach durchgeführt werden. Zur Herstellung der Schraubverbindung sind die Aufnahme und der erste Adapter mit korrespondierenden Gewinden zum Herstellen der Schraubverbindung ausgeführt. Unabhängig von der Anbringung des ersten Adapters können auch der Kolben und der zweite Adapter zur Verbindung mit einer Schraubmontage ausgeführt sein, indem sie entsprechende korrespondierende Gewinde zum Herstellen der Schraubverbindung aufweisen.In an advantageous embodiment of the invention, attaching a first adapter to a receptacle for a rivet bracket of the riveting device and / or attaching a second adapter to a piston of the riveting device comprises attaching with a screw assembly. The screw assembly can be carried out quickly and easily. To produce the screw connection, the receptacle and the first adapter are designed with corresponding threads for producing the screw connection. Irrespective of the attachment of the first adapter, the piston and the second adapter can also be designed for connection with a screw assembly, in that they have corresponding threads for producing the screw connection.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfolgend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.In the following, the invention is explained by way of example with reference to the attached drawings using preferred exemplary embodiments, the features shown below being able to represent an aspect of the invention both individually and in combination.
Es zeigen:
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1 : eine schematische Darstellung einer Materialprobe zur Durchführung einer Scherzugprobe mit einem pneumatisch-hydraulischen Nietgerät gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform in einer seitlichen Ansicht, -
2 : eine Darstellung eines pneumatisch-hydraulischen Nietgeräts mit einer Nietzange gemäß einer ersten, bevorzugten Ausführungsform zur Durchführung der Scherzugprobe mit der Materialprobe aus1 , -
3 : eine schematische Darstellung des pneumatisch-hydraulischen Nietgeräts aus2 mit einem Blindnietkopf in Übereinstimmung mit der ersten, bevorzugten Ausführungsform, -
4 : eine teilweise Darstellung eines Geräts mit dem pneumatisch-hydraulischen Nietgerät aus den2 und3 und Adaptern zur Befestigung der Materialprobe aus1 gemäß der ersten, bevorzugten Ausführungsform zusammen mit einer Darstellung des Nietgeräts im Bereich der Anbringung des ersten und zweiten Adapters in einer Seitenansicht, -
5 : eine Darstellung eines pneumatisch-hydraulischen Nietgeräts mit einer Nietzange gemäß einer zweiten Ausführungsform zur Durchführung der Scherzugprobe mit der Materialprobe aus1 , und -
6 : eine teilweise Darstellung eines Geräts mit dem pneumatisch-hydraulischen Nietgerät aus5 und Adaptern zur Befestigung der Materialprobe aus1 gemäß der zweiten Ausführungsform zusammen mit einer Darstellung des Nietgeräts im Bereich der Anbringung des ersten und zweiten Adapters in einer Seitenansicht.
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1 1 shows a schematic representation of a material sample for carrying out a shear pull test with a pneumatic-hydraulic riveting device according to a first preferred embodiment in a side view, -
2nd : a representation of a pneumatic-hydraulic riveting device with riveting pliers according to a first preferred embodiment for carrying out the shear pull test with the material sample1 , -
3rd : a schematic representation of the pneumatic-hydraulic riveting device2nd with a blind rivet head in accordance with the first preferred embodiment, -
4th : a partial representation of a device with the pneumatic-hydraulic riveting device from the2nd and3rd and adapters for attaching the material sample1 according to the first, preferred embodiment together with a representation of the riveting device in the area of attachment of the first and second adapter in a side view, -
5 : a representation of a pneumatic-hydraulic riveting device with riveting pliers according to a second embodiment for carrying out the shear pull test with the material sample1 , and -
6 : a partial representation of a device with the pneumatic-hydraulic riveting device5 and adapters for attaching the material sample1 according to the second embodiment together with a representation of the riveting device in the area of attachment of the first and second adapter in a side view.
Die
Das Gerät
Der erste Adapter
Das Gerät
Auch der zweite Adapter
Entsprechend ist die Materialprobe
Ein Verfahren zum Durchführen der Scherzugprobe für die Materialprobe
Die
Die Materialprobe
Das Gerät
Das Gerät
Der erste Adapter
Das Gerät
Der zweite Adapter
Beim Betätigen des Nietgeräts
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |