DE102019113120A1 - Method and device for determining a mechanical characteristic value - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln wenigstens eines mechanischen Materialkennwertes einer auf Schub belasteten Klebung eines Prüfkörpers, der ein erstes Prüfkörperelement und wenigstens ein zweites Prüfkörperelement hat, die in einem Fügeabschnitt miteinander verklebt sind, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:- Herstellen mindestens eines Prüfkörpers, indem zwei Prüfkörperhälften unter Bildung einer Klebschicht zu einem Prüfkörperrohling miteinander verklebt werden,- wobei die Prüfkörperelemente des Prüfkörpers aus dem Prüfkörperrohling derart herausgefräst werden, dass die beiden Prüfkörperelemente lediglich über einen Teil der zuvor gebildeten Klebschicht als Fügeabschnitt miteinander verbunden sind, und- wobei ein Prüfgewicht an dem ersten Prüfkörperelement zentrisch zu der Ebene der Klebschicht befestigt wird,- Anordnen des mindestens einen hergestellten Prüfkörpers mit dem zweiten Prüfkörperelement an dem Rotor der Prüfzentrifuge so, dass die Zentrifugalkraft beim Drehen des Rotors eine Schubbelastung in der Klebschichtebene auf die Klebschicht im Fügeabschnitt zwischen dem ersten Prüfkörperelement und dem zweiten Prüfkörperelement bewirkt.The invention relates to a method for determining at least one mechanical material parameter of a shear-loaded bond of a test body which has a first test body element and at least one second test body element which are bonded to one another in a joining section, the method comprising the following steps: Manufacture at least one Test specimen, in which two test specimen halves are glued together to form a test specimen blank to form an adhesive layer, - the test specimen elements of the test specimen being milled out of the test specimen blank in such a way that the two test specimen elements are only connected to one another via part of the previously formed adhesive layer as a joining section, and - wherein a test weight is attached to the first test body element centric to the plane of the adhesive layer, - arranging the at least one test body produced with the second test body element on the rotor of the test centrifuge so that the centrifuge ugal force when rotating the rotor causes a shear load in the plane of the adhesive layer on the adhesive layer in the joining section between the first test body element and the second test body element.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ermitteln wenigstens eines mechanischen Materialkennwertes einer auf Schub belasteten Klebung eines Prüfkörpers, der ein erstes Prüfkörperelement und wenigstens ein zweites Prüfkörperelement hat, die in einem Fügeabschnitt miteinander verklebt sind. Die Erfindung betrifft ebenso eine Vorrichtung hierzu.The invention relates to a method for determining at least one mechanical material parameter of a shear-loaded bond of a test body which has a first test body element and at least one second test body element which are bonded to one another in a joining section. The invention also relates to a device for this purpose.
Zum Ermitteln von mechanischen Materialkennwertes, die beispielsweise dem Elastizitätsmodul, dem Schubmodul, der Festigkeitsgrenzen und/oder deren Bruchdehnung, werden üblicherweise Materialprüfmaschinen eingesetzt, welche eine ihr zugeführte Materialprobe (auch Prüfkörper genannt) mit einer entsprechenden Kraft belasten, bis der Werkstoff des Prüfkörpers versagt. Hierdurch lässt sich für einen bestimmten Werkstoff ableiten, bei welcher auf ihn einwirkenden Kraft mit einem Materialversagen zu rechnen ist. Wird hierbei auch die Deformation der Materialprobe während des Einwirkens der Kraft ermittelt, die meist kontinuierlich gesteigert wird, so lassen sich hieraus, allgemein formuliert, entsprechende Kraft-Weg-Verläufe herleiten, die dann als Grundlage für Spannungs- und Dehnungskurven für den verwendeten Werkstoff der Materialprobe herangezogen werden können.To determine mechanical material parameters, such as the modulus of elasticity, the shear modulus, the strength limits and / or their elongation at break, material testing machines are usually used, which load a material sample (also called test specimen) supplied to it with a corresponding force until the material of the test specimen fails. In this way it can be deduced for a certain material at which force acting on it a material failure is to be expected. If the deformation of the material sample is also determined during the application of the force, which is usually continuously increased, then, in general terms, corresponding force-displacement curves can be derived, which then serve as the basis for stress and strain curves for the material used Material sample can be used.
Bei derartigen Materialprüfmaschinen handelt es sich in der Regel um komplexe, große Anlagen, die nur durch fachlich qualifiziertes Personal bedient werden können. Pro Prüfdurchgang, der aus dem Einspannen der Probe, dem Initialisieren der Messtechnik und Einstellen der Software sowie dem Beaufschlagen des Prüfkörpers mit der entsprechenden Prüfkraft besteht, kann immer nur ein Prüfkörper zur gleichen Zeit geprüft werden. Dies hat zur Folge, dass das Prüfen sehr zeitaufwendig und somit sehr kostenintensiv ist.Such material testing machines are usually complex, large systems that can only be operated by professionally qualified personnel. In each test run, which consists of clamping the sample, initializing the measurement technology and setting the software, as well as applying the corresponding test force to the test body, only one test body can be tested at a time. This has the consequence that the testing is very time-consuming and therefore very cost-intensive.
Aus diesem Grund wurden Prüfzentrifugen entwickelt, bei denen die Kraft auf einen Probenkörper mittels einer durch einen Rotor erzeugten Zentrifugalkraft auf den Körper ausgeübt wird. Mithilfe von Kontaktschaltern kann dabei detektiert werden, bei welcher Rotationsgeschwindigkeit ein Material versagen stattfindet. Anhand der Rotationsgeschwindigkeit sowie dem Abstand von der Rotationsachse des Rotors der Prüfzentrifuge lässt sich sodann auch die Kraft ermitteln, die bei dem Materialversagen auf den Probenkörper eingewirkt hat. Eine solche Prüfzentrifuge sowie ein hierzu korrespondierendes Verfahren ist beispielsweise aus der
Mithilfe derartiger Prüfzentrifugen ist es möglich, mehr als einen Probenkörper gleichzeitig zu untersuchen, sodass in einem prüft Durchgang mehrere Materialproben gleichzeitig untersucht werden können. Hierdurch kann der Zeitaufwand pro Prüfkörper reduziert und die Kosten pro Prüfdurchgang verringert werden.With the help of such test centrifuges it is possible to examine more than one specimen at the same time, so that several material samples can be examined at the same time in one test run. This can reduce the time required for each test specimen and the costs per test run.
Aus der nachveröffentlichten
Mithilfe derartiger Prüfzentrifugen lassen sich jedoch Klebungen bzw. Klebwerkstoffen nur hinsichtlich einer Kopfzugbelastung untersuchen, bei der die Klebschicht des zu untersuchenden Klebwerkstoffes orthogonal zu der Rotationsebene und orthogonal zu der Richtung der Zentrifugalkraft vorliegt. Die gesamte Klebschicht wird demnach in der Fläche auf Zug belastet, indem eine Kraft auf den Prüfkörper ausgeübt wird, die ein auseinanderziehen der Klebung bewirken soll. Eine Klebung mithilfe eines Prüfkörpers dahingehend zu untersuchen, dass die Klebung auf Schub belasteten wird, ist wieder vorgesehen noch mit derzeitig erhältlichen Prüfkörpern realisierbar.With the help of such test centrifuges, however, bonds or adhesive materials can only be examined with regard to a head tensile load in which the adhesive layer of the adhesive material to be examined is orthogonal to the plane of rotation and orthogonal to the direction of the centrifugal force. The entire adhesive layer is accordingly subjected to tensile stress in the area in that a force is exerted on the test body which is intended to pull the adhesive apart. To examine a bond with the help of a test body in such a way that the bond is subjected to shear loads is again provided and can still be implemented with currently available test bodies.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein verbessertes Verfahren sowie eine verbesserte Vorrichtung zum Ermitteln eines mechanischen Materialkennwertes anzugeben, bei dem die zu untersuchende Klebung des Prüfkörpers mittels einer Prüfzentrifuge auf Schub belastet werden kann.It is therefore the object of the present invention to provide an improved method and an improved device for determining a mechanical material parameter, in which the bond of the test body to be examined can be subjected to thrust by means of a test centrifuge.
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Anspruch 1 sowie der Vorrichtung gemäß Anspruch 8 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen.The object is achieved according to the invention with the method according to claim 1 and the device according to claim 8. Advantageous embodiments of the invention can be found in the corresponding subclaims.
Gemäß Anspruch 1 wird ein Verfahren zum Ermitteln wenigstens eines mechanischen Materialkennwertes einer auf schubbelasteten Klebung eines Prüfkörpers vorgeschlagen, wobei der Prüfkörper ein erstes Prüfkörperelement und wenigstens ein zweites Prüfkörperelement hat, die in einem Fügeabschnitt miteinander verklebt sind. Dabei soll der Prüfkörper mit einer Kraft beaufschlagt werden, welche die Klebung in den Fügeabschnitten auf Schub belastet. Dies wird dadurch erreicht, dass die auf die Klebung in dem Fügeabschnitt wirkende Kraft in der Ebene der Klebschicht wirkt und nicht wie bei einer Kopfzugbelastung orthogonal zu der Ebene der Klebschicht wirkt.According to claim 1, a method is proposed for determining at least one mechanical material characteristic of a shear-loaded bond of a test body, the test body having a first test body element and at least one second test body element which are bonded to one another in a joining section. A force is to be applied to the test specimen, which loads the bond in the joining sections in shear. This is achieved in that the force acting on the bond in the joining section acts in the plane of the adhesive layer and does not act orthogonally to the plane of the adhesive layer as in the case of a head tensile load.
Zunächst wird erfindungsgemäß einer Prüfzentrifuge bereitgestellt, die einen Rotor hat, an dem ein oder mehrere Prüfkörper in einem gewissen Abstand zu der Rotationsachse des Rotors angeordnet werden können, sodass durch Drehen des Rotors eine radial nach außen wirkende Zentrifugalkraft auf den Prüfkörper aufbringbar ist. Bei der Prüfzentrifuge kann es sich dabei beispielsweise um eine Tischzentrifuge handeln.First, according to the invention, a test centrifuge is provided which has a rotor on which one or more test bodies can be arranged at a certain distance from the axis of rotation of the rotor, so that by rotating the rotor a centrifugal force acting radially outward can be applied to the test body. The test centrifuge can, for example, be a table centrifuge.
Die Prüfzentrifuge kann dabei einen Rotor aufweisen, der in Form eines Trommelrotors ausgebildet ist. Bei einem Trommelrotor werden die Prüfkörper an einer Innenseite des Rotors, die in Richtung der Rotationsachse zeigt, angeordnet.The test centrifuge can have a rotor which is designed in the form of a drum rotor. In the case of a drum rotor, the test specimens are arranged on an inside of the rotor that points in the direction of the axis of rotation.
Des Weiteren wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass mindestens einen Prüfkörper hergestellt wird, indem zwei Prüfkörperhälften unter Bildung einer Klebschicht zu einem Prüfkörperrohling miteinander verklebt werden. Ein Teil dieser Klebschicht bildet die später zu prüfende Klebung in dem entsprechenden Fügeabschnitt. Hierfür werden die Prüfkörperelemente des Prüfkörpers aus dem Prüfkörperrohling derart herausgefräst, dass die beiden Prüfkörperelemente lediglich über einen Teil der zuvor gebildeten Klebschicht miteinander verbunden sind. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass von der ersten Prüfkörperhälften in Richtung der Klebschicht Vertiefungen eingefräst werden und anschließend korrespondierende Vertiefungen von der zweiten Prüfkörperhälften in Richtung der Klebschicht eingefräst werden, sodass anschließend zwei unabhängige Prüfkörperelemente aus dem Prüfkörperrohling hergestellt werden, die lediglich noch über einen Teil der zuvor gebildeten Klebschicht miteinander verbunden sind. Dieser Teil der Klebschicht, über den die beiden Prüfkörperelemente klebend miteinander verbunden sind, soll später dann mithilfe der Prüfzentrifuge auf Schub belastet werden.Furthermore, it is proposed according to the invention that at least one test body is produced by gluing two test body halves to one another to form a test body blank, forming an adhesive layer. Part of this adhesive layer forms the bond to be tested later in the corresponding joint section. For this purpose, the test body elements of the test body are milled out of the test body blank in such a way that the two test body elements are only connected to one another via part of the previously formed adhesive layer. This can be achieved, for example, by milling recesses from the first test body halves in the direction of the adhesive layer and then milling corresponding recesses from the second test body halves in the direction of the adhesive layer, so that two independent test body elements are then produced from the test body blank, which only have one Part of the previously formed adhesive layer are connected to one another. This part of the adhesive layer, via which the two test body elements are adhesively connected to one another, is then later to be subjected to shear loads using the test centrifuge.
An den so hergestellten Prüfkörper mit seinen beiden Prüfkörperelementen wird in einem weiteren Schritt dann an dem ersten Prüfkörperelement zentrisch zu der Ebene der Klebschicht ein Prüfgewicht befestigt, um die Klebschicht in dem Fügeabschnitt zwischen den beiden Prüfkörperelementen durch Drehen des Rotors auf Schub zu belasten, d. h. in Richtung innerhalb der Ebene der Klebschicht.In a further step, a test weight is attached to the test body with its two test body elements produced in this way on the first test body element centric to the plane of the adhesive layer in order to load the adhesive layer in the joint section between the two test body elements by turning the rotor on thrust, i.e. H. in the direction within the plane of the adhesive layer.
Der oder die so hergestellten Prüfkörper werden nun mit ihren jeweiligen zweiten Prüfkörperelementen an dem Rotor der Prüfzentrifuge so angeordnet, dass die Zentrifugalkraft beim Drehen des Rotors eine Schubbelastung in der Klebschichtebene auf die Klebschicht im Fügeabschnitt zwischen dem ersten Prüfkörperelement und dem zweiten Prüfkörperelement bewirkt.The test body (s) produced in this way are now arranged with their respective second test body elements on the rotor of the test centrifuge in such a way that the centrifugal force when the rotor rotates causes a shear load in the adhesive layer plane on the adhesive layer in the joint section between the first test body element and the second test body element.
Anschließend kann der Prüfdurchgang mit seinem letzten Schritt abgeschlossen werden, indem der Rotor der Prüfzentrifuge gedreht und dabei der mechanische Materialkennwert der auf schubbelasteten Klebung der Klebschicht im Fügeabschnitt zwischen den Prüfkörperelementen ermittelt wird. Das Ermitteln des mechanischen Materialkennwertes basierend auf dem Prüfdurchgang mittels der Prüfzentrifuge kann dabei wie aus dem Stand der Technik bekannt erfolgen.The final step of the test run can then be completed by turning the rotor of the test centrifuge and thereby determining the mechanical material value of the shear-loaded bond of the adhesive layer in the joint section between the test body elements. The determination of the mechanical material parameter based on the test run by means of the test centrifuge can take place as known from the prior art.
Mithilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens wird es somit möglich, unter Verwendung einer Prüfzentrifuge einen mechanischen Materialkennwertes einer auf schubbelasteten Klebung eines Prüfkörpers zu ermitteln, wobei der Prüfkörper sehr einfach und stets reproduzierbar herstellbar ist. Insbesondere die Klebung im Fügeabschnitt zwischen den beiden Prüfkörperelementen kann aufgrund der Herstellung des Prüfkörpers aus zwei Prüfkörperhälften prozesssicher und reproduzierbar hergestellt werden. Dabei lässt sich aus einem Prüfkörperrohling, der aus zwei Prüfkörperhälften zusammengeklebt wurde, je nach Größe der Prüfkörperhälften eine hohe Anzahl von Prüfkörpern herstellen, wobei jeder Prüfkörper eine definierte Klebung im Fügeabschnitt aufweist. Denn der so hergestellten Prüfkörper besitzt lediglich einen Freiheitsgrad, nämlich die Dicke der Klebschicht. Diese kann beispielsweise mit Abstandselementen (auch Spacerdrähte genannt) einfach und genau eingestellt werden.With the aid of the method according to the invention, it is thus possible, using a test centrifuge, to determine a mechanical material characteristic of a shear-loaded bond of a test body, the test body being very simple and always reproducible to produce. In particular, the bond in the joining section between the two test body elements can be produced reliably and reproducibly due to the production of the test body from two test body halves. A test piece blank, which was glued together from two test piece halves, can be used to produce a large number of test pieces, depending on the size of the test piece halves, with each test piece having a defined bond in the joint section. The test specimen produced in this way only has one degree of freedom, namely the thickness of the adhesive layer. This can be set easily and precisely, for example, with spacer elements (also called spacer wires).
Gemäß einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Prüfkörper aus zwei Prüfkörperhälften aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt wird, der ein Fasermaterial und ein das Fasermaterial einbettendes Matrixmaterial aufweist. Somit lassen sich Klebungen zwischen zwei Faserverbundbauteilen auf schubbelasteten und untersuchen. Die Prüfkörperhälften sind dabei vorzugsweise bereits aus dem Faserverbundwerkstoff hergestellt.According to one embodiment it is provided that the test body is produced from two test body halves made of a fiber composite material which has a fiber material and a matrix material that embeds the fiber material. This means that bonds between two fiber composite components can be examined for shear loads. The test body halves are preferably already made from the fiber composite material.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass das Prüfgewicht an dem ersten Prüfkörperelement mittels eines Klebwerkstoffes angeklebt wird. Der hierbei verwendete Klebwerkstoff ist dabei vorzugsweise dergestalt, dass er höheren mechanischen Belastungen standhält als der Klebwerkstoff der Klebschicht im Fügeabschnitt, den es zu untersuchen gilt.According to a further embodiment it is provided that the test weight is glued to the first test body element by means of an adhesive material. The adhesive material used here is preferably such that it withstands higher mechanical loads than the adhesive material of the adhesive layer in the joining section, which is to be examined.
Das Ankleben des Prüfgewichtes ist insbesondere in Verbindung mit den zuvor genannten Faserverbundwerkstoff als Werkstoff für die Prüfkörper vorteilhaft, da in der Regel einem mechanische Anbindung (kraftschlüssig, formschlüssig) des Prüfgewichtes an den Prüfkörper auszuschließen ist. So lassen sich insbesondere keine Gewinde oder andere mechanische Befestigungsmitteln in den Faserverbundwerkstoff so integrieren, dass er zum Zwecke der Prüfung den Belastungen standhält.The gluing of the test weight is particularly advantageous in connection with the aforementioned fiber composite material as a material for the test specimen, since a mechanical connection (non-positive, positive) of the test weight to the test specimen can usually be excluded. In particular, no threads or other mechanical fastening means can be integrated into the fiber composite material in such a way that it can withstand the loads for the purpose of testing.
Gemäß einer Ausführungsform wird unter Anwendung einer Zentrierhilfe das Prüfgewicht zentrisch in Bezug zu der Ebene der Klebschicht an dem ersten Prüfkörperelement mittels des Klebwerkstoffes angeklebt. Eine solche Zentrierhilfe kann beispielsweise eine oft verwendete Prüfkörperhülse sein, wie später noch gezeigt wird. Mithilfe der Zentrierhilfe wird dabei das Prüfgewicht zentrisch in Bezug zu der Ebene der Klebschicht angeordnet, sodass das Auftreten von unerwünschten Störkräften außerhalb der gewünschten Schubbelastung minimiert bzw. eliminiert wird.According to one embodiment, the test weight is applied centrally in relation to the plane of the adhesive layer using a centering aid glued to the first test body element by means of the adhesive material. Such a centering aid can, for example, be a test body sleeve that is often used, as will be shown later. With the help of the centering aid, the test weight is arranged centrally in relation to the plane of the adhesive layer, so that the occurrence of undesirable disruptive forces outside the desired shear load is minimized or eliminated.
Gemäß einer Ausführungsform wird der Prüfkörper an dem Rotor der Prüfzentrifuge angeordnet, indem das zweite Prüfkörperelement an einem zweiten Ende einer Prüfkörperhülse und die Prüfkörperhülse mit einem gegenüberliegenden ersten Ende an dem Rotor angeordnet wird. Dabei wird das Prüfgewicht in der Regel in einem Innenraum der Prüfkörperhülse aufgenommen. Durch die Prüfkörperhülse wird der Prüfkörper insbesondere bei einem Trommelrotor von der Innenwandung des Trommelrotors beabstandet in Richtung der Rotorachse angeordnet, sodass das Prüfgewicht in Richtung Trommelrotor ausgerichtet ist.According to one embodiment, the test body is arranged on the rotor of the test centrifuge by arranging the second test body element on a second end of a test body sleeve and the test body sleeve with an opposite first end on the rotor. The test weight is usually received in an interior of the test body sleeve. Due to the test body sleeve, the test body is arranged at a distance from the inner wall of the drum rotor in the direction of the rotor axis, particularly in the case of a drum rotor, so that the test weight is aligned in the direction of the drum rotor.
Dabei ist es ganz besonders vorteilhaft, wenn an einer Seite des zweiten Prüfkörperelementes des Prüfkörpers, die orthogonal zu der Ebene der Klebschicht und orthogonal zu der Richtung der Zentrifugalkraft definiert ist, eine Vertiefung (Ringnut) in das zweite Prüfkörperelement eingefräst wird, in die die Prüfkörperhülse formschlüssig eingesetzt wird. Dabei ragt vorzugsweise ein Teil des ersten Prüfkörperelementes einschließlich des an dem ersten Prüfkörperelement angeordneten Prüfgewichtes in den Innenraum der Prüfkörperhülse und stellt so einen definierten Abstand zu dem Rotor dar. Die eingefräst Vertiefung ist dabei insbesondere zentrisch zu der Klebschicht im Fügeabschnitt ausgerichtet, sodass auch die Prüfkörperhülse entsprechend zentrisch zu der Klebschicht im Fügeabschnitt an dem zweiten Prüfkörperelement angeordnet wird.It is particularly advantageous if on one side of the second test body element of the test body, which is defined orthogonally to the plane of the adhesive layer and orthogonally to the direction of the centrifugal force, a recess (annular groove) is milled into the second test body element, in which the test body sleeve is used positively. A part of the first test body element including the test weight arranged on the first test body element preferably protrudes into the interior of the test body sleeve and thus represents a defined distance from the rotor. The milled recess is in particular aligned centrally with the adhesive layer in the joining section, so that the test body sleeve also is arranged correspondingly centrally to the adhesive layer in the joining section on the second test body element.
In diesem Zusammenhang ist es besonders vorteilhaft, wenn die Prüfkörperhülse mit dem zweiten Ende in die Vertiefung formschlüssig eingesetzt wird und das Prüfgewicht von dem ersten Ende in die Prüfkörperhülse eingeschoben wird, wobei in der Prüfkörperhülse das erste Prüfkörperelement mit dem Prüfgewicht verklebt wird. Hierdurch kann auch für nicht geschultes Personal sichergestellt werden, dass das Prüfgewicht immer zentrisch zu der Klebschicht im Fügeabschnitt und mit einer vorgegebenen Klebschichtdicke an dem ersten Prüfkörperelement befestigt wird. Denn durch die zentrische Ausrichtung der Prüfkörperhülse gegenüber der Klebschicht im Fügeabschnitt des Prüfkörpers sowie dem passgenauen Einsetzen des Prüfgewichtes in die Prüfkörperhülse wird sichergestellt, dass das Prüfgewicht immer zentrisch an dem ersten Prüfkörperelement befestigt wird.In this context, it is particularly advantageous if the second end of the test body sleeve is positively inserted into the recess and the test weight is pushed from the first end into the test body sleeve, the first test body element being glued to the test weight in the test body sleeve. In this way it can be ensured, even for untrained personnel, that the test weight is always attached to the first test body element centrally to the adhesive layer in the joining section and with a predetermined adhesive layer thickness. This is because the centric alignment of the test body sleeve with respect to the adhesive layer in the joint section of the test body and the precisely fitting insertion of the test weight into the test body sleeve ensure that the test weight is always attached centrally to the first test body element.
Die Aufgabe wird im Übrigen auch mit der Vorrichtung zum Ermitteln wenigstens eines mechanischen Materialkennwertes einer auf schubbelasteten Klebung gemäß Anspruch acht erfindungsgemäß gelöst, wobei die Vorrichtung aufweist:
- - eine Prüfzentrifuge mit einem Rotor, an dem ein oder mehrere Prüfkörper in einem gewissen Abstand zu der Rotationsachse des Rotors angeordnet sind, so dass durch Drehen des Rotors eine radial nach außen wirkende Zentrifugalkraft auf den Prüfkörper aufbringbar ist,
- - mindestens einen Prüfkörper, der hergestellt ist, indem zwei Prüfkörperhälften unter Bildung einer Klebschicht zu einem Prüfkörperrohling miteinander verklebt werden und anschließend die Prüfkörperelemente des Prüfkörpers aus dem Prüfkörperrohling derart herausgefräst werden, dass die beiden Prüfkörperelemente lediglich über die einen Teil der zuvor gebildeten Klebschicht als Fügeabschnitt miteinander verbunden sind,
- - wobei ein Prüfgewicht an dem ersten Prüfkörperelement zentrisch zu der Ebene der Klebschicht befestigt ist, und
- - wobei der Prüfkörper mit dem zweiten Prüfkörperelement an dem Rotor der Prüfzentrifuge so angeordnet ist, dass die Zentrifugalkraft beim Drehen der Prüfzentrifuge eine Schubbelastung in der Klebschichtebene auf die Klebschicht im Fügeabschnitt zwischen dem ersten Prüfkörperelement und dem zweiten Prüfkörperelement bewirkt.
- - a test centrifuge with a rotor on which one or more test bodies are arranged at a certain distance from the axis of rotation of the rotor so that a centrifugal force acting radially outward can be applied to the test body by rotating the rotor,
- - At least one test body which is produced by gluing two test body halves together to form a test body blank to form an adhesive layer and then the test body elements of the test body are milled out of the test body blank in such a way that the two test body elements are only a part of the previously formed adhesive layer as a joining section are connected to each other,
- - wherein a test weight is attached to the first test body element centrally to the plane of the adhesive layer, and
- - The test body with the second test body element on the rotor of the test centrifuge is arranged in such a way that the centrifugal force when the test centrifuge rotates causes a shear load in the plane of the adhesive layer on the adhesive layer in the joint section between the first test body element and the second test body element.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung finden sich in den entsprechenden Unteransprüchen.Advantageous configurations of the device can be found in the corresponding subclaims.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren beispielhaft näher erläutert. Es zeigen:
-
1 perspektivische Darstellung des Prüfkörpers mit Prüfgewicht; -
2 Seitenansicht des Prüfkörpers mit Prüfgewicht; -
3 Darstellung des Prüfkörpers in einer Draufsicht; -
4 Darstellung des Prüfkörpers in einer Frontansicht; -
5 Darstellung des Prüfkörpers in einer Ansicht von unten.
-
1 perspective view of the test body with test weight; -
2 Side view of the test body with test weight; -
3 Representation of the test body in a top view; -
4th Representation of the test body in a front view; -
5 Representation of the test body in a view from below.
Nachdem verkleben der beiden Prüfkörperhälften werden die beiden Prüfkörperelemente
Diese Fügeabschnitt
Hierfür wird an einer Stirnseite
An diesen Schraubadapter
Als Abstandselement und Zentrierhilfe wird des Weiteren eine Prüfkörperhülse
Beim Zusammenfügen von Prüfgewicht
Anschließend wird von dem gegenüberliegenden ersten Ende
Hierdurch kann auch für ungeübte Personal sichergestellt werden, dass das Prüfgewicht
Der Prüfkörper
Ein solcher Rotor, auch Trommelrotor genannt, ist beispielsweise aus der
Durch Drehen des Trommelrotors wird nun eine Zentrifugalkraft in Richtung des gezeigten Pfeils Fz auf das Prüfgewicht und das angeklebte erste Prüfkörperelement
Die
In der Draufsicht in
Wie in
Des Weiteren wird die Stirnseite
Durch diese Anordnung verbleibt lediglich die Klebschicht
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 1010
- PrüfkörperTest specimen
- 1111
- erstes Prüfkörperelementfirst test body element
- 1212
- zweites Prüfkörperelementsecond test body element
- 1313th
- KlebschichtAdhesive layer
- 1414th
- FügeabschnittJoining section
- 1515th
- Stirnseite des ersten PrüfkörperelementesFront side of the first test body element
- 1616
- SchraubadapterScrew adapter
- 1717th
- KlebverbindungAdhesive connection
- 1818th
- Vertiefung (Aufnahme der Prüfkörperhülse)Recess (receiving the test body sleeve)
- 2020th
- PrüfgewichtTest weight
- 3030th
- PrüfkörperhülseTest body sleeve
- 3131
- erstes Ende der Prüfkörperhülsefirst end of the test body sleeve
- 3232
- zweites Ende der Prüfkörperhülsesecond end of the test body sleeve
- 4040
- FräskanalMilling channel
- 4141
- FräskanalMilling channel
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- DE 102004055621 A1 [0004, 0038]DE 102004055621 A1 [0004, 0038]
- WO 2017168003 A1 [0004]WO 2017168003 A1 [0004]
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- US 2014371047 A1 [0038]US 2014371047 A1 [0038]
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---|---|---|---|---|
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-
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