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B e s c h r e i b u n g VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM MESSEN DES KLEBEVERMÖGENS
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen des Haft-oder
Klebevermögene von Haft-oder Klebeetoffen, insbesondere von Kautschuk oder kautschukartigen
Stoffen, wobei ein Streifen des zu testenden Materials auf eine Unterlage gepreßt
und nach einer bestimmten Verweilzeit die Verbindung zwischen Klebestreifen und
Unterlage gelöst wird, und wobei die zum Loden der Verbindung erforderlieheKraft
gemessen wird.
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Es ist bereits eine Vorrichtung zum Messen des Haft-oder Klebevermögens
von Klebestoffen bekannt, bei der ein zu prüfender Klebestreifen durch eine Druckrolle
auf eine Unterlage aufgepresst und danach mittels einer durch einen Motor angetriebenen
kreiszylindrischen Scheibe wieder abgezogen wird. Die zum Abziehen des Klebestreifens
erforderliche Kraft dient als MaB für das Klebevermögen des Klebestreifens. Der
Klebestreifen hat eine geringere Breite als die Unterlage und liegt daher mit seiner
gesamten Klebefläche auf dieser auf. Ein wesentlicher Nachteil dieser bekannten
Meßvorrichtung besteht darin, daß die Desstfläche häufig nicht exakt festgelegt
und begrenzt werden kann, da der Klebestreifen nicht reproduzierbar auf eine bestimmte
vorgeschriebene Breite zugeschnitten werden kann, oder die Ränder Unregelmäßigkeiten
aufweisen und zum Faltenbilden und Einrollen neigen.
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Ferner sind Prüfgeräte bekannt, bei denen ein Teststreifen mittels
eines Gewichts bzw. einer pneumatischen Vorrichtung auf eine Unterlage gepreßt und
danach senkrecht wieder abgezogen wird. Bei den Prüfgeräten ist-die Testfläche zwar
begrenzt, der Abzug des Klebestreifens erfolgt jedoch nicht mittels einer Scheibe,
sondern durch Ausüben eines senkrechten Zuges, durch den die Klebeverbindung über
den gesamten Klebebereich gleichzeitig gelöst wird.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens
und einer Vorrichtung zum Messen des Klebevermögens, die genaue und reproduzierbare
Meßwerte liefern. Diese Aufgabe wird gemäB dem erfindungsgemäßen Verfahren dadurch
gelöst, daß man zwischen die Unterlage und den Streifen des zu testenden Materials
einen dünnen Film einlegt, der einen die Testfläche definierenden fensterartigen
Ausschnitt aufweist und dessen Adhäsion zu dem zu testenden Material und/oder zu
der Unterlage merklich geringer als die Adhäsion zwischen der Unterlage und . zu
testendem Material ist.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den Vorteil, daß der Klebestreifen
nur mit einem genau begrenzten Bereich auf der Unterlage haftet. Als besonders vorteilhaft
erwies sich die Verwendung eines Filmstreifens aus einem Polyestermaterial. Um gut
reproduzierbare MeBergebnisse unabhängig vom Material der Unterlage zu erhalten,
ist es zweckmäßig, als Unterlage einen zweiten Streifen aus dem zu testenden Material
zu verwenden. Ferner kann man bei dem Verfahren den Druck, mit dem der Streifen
des zu testenden Materials auf die Unterlage gepreßt wird, die Anpreßzeit, die Verweilzeit
und die Abziehgeschwindigkeit unabhängig voneinander variieren. Um die Genauigkeit
und Reproduzierbarkeit der MeBergebnisse weiter zu steigern, ist es vorteilhaft,
den Streifen aus dem zu testenden Material, den Film und die
Unterlage
mittels zweier Klemmbacken zusammenzupressen, die vorzugsweise pneumatisch angetrieben
werden und wobei dieser Antrieb elektromagnetisch gesteuert werdenlann.
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Zur Durchführung des Verfahrens kann eine Vorrichtung verwendet werden,
die eine drehbar gelagerte Trommel aufweist, an deren Peripherie ein Ende des zu
testenden Klebestreifens festlegbar ist und deren Antriebewelle über ein Differentialgetriebesystem
mit einem Drehantrieb verbunden ist, wobei eine Einrichtung zur Messung des auf
die Differentialwelle ausgeübten Drehmoments vorgesehen ist. Dabei kann die Bewegung
der Differentialwelle mittels einer Servoeinrichtung kompensiert werden, deren vorzugsweise
Ausbildung und Merkmale sich aus den Unteransprüchen und dem Ausführungsbeispiel
ergeben.
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Als besonders vorteilhaft erwies es sich, die Unterlage streifenförmig
auszubilden und eine zweite drehbar gelagerte Rolle zum Aufrollen der Unterlage
vorzusehen. Ferner erwies es sich als besonders vorteilhaft, in Bewegungerichtung
hinter den Klemmbacken die geometrischen Trennbedingungen festlegende Rollen anzuordnen,
um deren eine der zu testende Streifen und um deren andere die streifenförmige Unterlage
herumgeführt wird und welche an beiden Seiten des Klebeverbandes und eng an diesem
anliegend so angeordnet sind, daß sie im wesentlichen keine Druckkraft auf den Klebeverband
ausüben.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand schematischer Zeichnungen
an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
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Es zeigen : Fig. 1 eine stark achematisierte Teilansicht einer Vorrichtung
zum Durchführen des Verfahrens; Fig. 2 das Festklemm-und Drucksystem zum Festklemmen,
Zusammendrücken und Trennen der Schichten in drei verschiedenen Arbeitsphasen und
Fig. 3 das Meßsystem in perspektivischer Darstellung.
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Wie aus Fig. 1 zu ersehen ist, treibt ein Motor 1 über ein Differential
2 eine Scheibe 3 an, in welcher sich eine Aussparung befindet. Eine ähnliche zweite
Scheibe 5 be£5ndet sich neben der Scheibe 3 und wird ebenfalls vom Motor l aus angetrieben.
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Die Differentialwelle l4 ist an einer Seite mit einer Zugfeder 6
verbunden, welche durch die Scheibe 7 eines Sorvomotors 8 mehr oder weniger angespannt
wird, während die Differentialwelle an ihrer anderen Seite mit einem elektrischen
Schaltmechanismus 9 verbunden ist, welcher den Servcmotor derart steuerte da# das
Einschalten des Servomotors der Bewegung der Differentialwelle entgegenwirkt und
diese so stationär hält. Durch eine einfache Aufzeichnungseinrichtung 10 wird die
Verdrehuns (distortion) des Servomotors registriert.
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In Fig. 2 ist erläuterte in welche Weise die zwei, massiven, vom
Antriebsmotor angetriebenen Scheiben 3 und 5 mit Streifen aus mit Gummi beschichtetem
Gewebe versehen werden.
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Unterhalb b dieser Scheiben sind zwei kleine bewegliche Führungspollen
11 angeordnete welche die Stelle der Trennung bestimmen, ohne irgendeinen Druck
auf die Streifen auszuüben. Unterhalb dieser FUhrungsrollen sind zwei elektronagnetisch
steuerba pneumatisch betätigte Druckkiemmen bzw. -backen 12 angeordnet.
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Die Trennungskraft wird als das mechanische Moment auf die Achsen
der zwei Scheiben bzw. Räder gemessen. Diese Kraft
wird mechanisch
einer Aufzeichnungseinrichtung zugeführt.
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Die Haftungsstärke wird dann als eine Linge auf einem Registrierstreifen
bzw. -blatt aufgezeichnet, der bzw. das oberhalb der Me#einrichtung angeordnet ist.
Ein Polyesterfilm 13 lluft zusammen mit den zwei Schichte und verhindert dadurch,
da$ der Kautschuk an den nicht gewünschten Stellen zusammenklebt. In diesem Film
befindet sich ein Fenster bzw. ein Ausschnitt, weicher die Kontaktflächen zwischen
den zwei zu testenden Schichten begrenzt. Die Meßeinrichtung kann verwendat wordene
nachdem man die verschiedenen, die Druck-und Entspannungszeit bestimnienden Zeitschalter
und den Druckmesser eingestellt hat.
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Die Meßeinrichtung arbeitet automatisch nach Befestigen der Schichten
auf den Scheiben bzw. Rädern und nach Einschalten des Starters.
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Verfahren Die zu testenden Sohiahten, welche bretter als dis Druckbacken
geschnitten wurden, werden an den Rädern befestigt, wobei aber die Oberflächen der
Schichten nicht mit der Hand oder sonst berührt werden dürfen.
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Bei BetAtlson eines elektris Druekknopfea werden die beiden Druckbacken
durch Schaltes eines elektromagnetischen Ventils pneumatisch gegeneinander bewegt.
Der Druok wird durch ein genaues Druokminderungsventil gesteuert und
von
Druckmesser auf der Bohalttafel abgelesen. Aus dieser Ablesung kam der Druck pro
Quadratsentimeter hergeleitet werden.
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Um einen gleiahrägigem Druck auf die Schiehten zu erreichen, besigat
eine der Druckbesken eine feste Stellung, während sich die andere zur Oberfläche
der Schlchten einstellen kann. Dagebenenfalls bönnen die Druckbacken erhitzt werden,
so da# eine veränderliehe Drucktemperatur arhalten wird Mit Xaut überzogene Gewebeschichten
können nicht genau auf eine vorgeschriebene Dreite zugeschnitten werden, während
on praktisch unmöglich ist, zwei 8chiahten zusacaaenzubringen, die sich gegensaitig
vS bedecken. Bin Streifen kann breiter sein, während der andere die richtigen Bemessungen
aufweist. Aber auch dann kUnnen sie nicht gerade bzw. geradlinig zusammengedrückt
werden. Um diese Schwierigkeiten su vermeiden, mins die Schichten durch einen dünnen
Film getrennte welcher in3 grole Ma#stabilität aufweist und praktisch koinê Adhäsion
gegenüber Kautschuk hesitzt. In diesel Streifen wird ein Fenster mit der fUr den
Test anzuwendenden Breite hineingeschnitten. Indem man die Schichten blita an *in
Stelle vor dem Fenster im Film suazemmendrückt, Wird bei jeder Massung der "Nullpunkt"
automatisch aufgezeich-
Der In Apparat befindliche Film ist enclos
und wird liber vier Roll geführt welche so angeordnet sind, da9 der Film genau in
der Mitte zwischen den zwei gro#en Scheiben hindurohläuft. Da zwischen dem Filmstreiten
und den Rollen praktisch keine Reibung vorhanden ist, wird der Pilm wahrend der
Trennung der Schichten mitbewgt. Vor jedem Test mu# der Film in seine Anfangsstellung
zurückgestellt werden.
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Bin Zeitschalter stellt nach der eingestellten Zeit den Druok ab,
und die DruckbackenziehensichinihreAusgangsstellung zurück. trend der nachfolgenden
Entspannungszeit bleiben die zwei kleinen PUhrungsrollen in ihren Stellungen.
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Danach stellt der. Zeitschalter den Motor an, und die Schichten werden
bei einer bestimmten Geschwindigkeit getrennt.
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Durch Verwendun unterschiedlicher Scheiben kann die Geschwindigkeit
verKndert werden.
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Das zum Antrieb der gro#en Scheiben erforderliche Moment ist ein
Ma# fUr die Haftkraft. Der Motor ist stark genug, us zu verhindern, daS seine Geschwindigkeit
durch die Adhäsion der Schichten ernstlich beeinflußt wird.
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Das zum Drehen der Scheiben erforderliche Moment wird durch das Differentialgetriebesystem
(Fig. l) bestimmt. Auf diese Weise ist es möglich, das Drehmoment der Antriebsachse
auf die Differentialwelle in Bezug auf einen festen Punkt des Rahmens zu transformieren.
Sobald die Differentialwelle
aich) ale Brgebnis dieses Momentes
zu drehen beginnte wird diese Bewegung festgestellt und ein Servomotor eingeschaltet,
welcher die Ausdehnung und damit die Belastung einer Feder verändert, welche die
festgestellte Bewegung ausgleicht. Die Verlängerung der Feder ist ein Haß für das
Ubertraaene Moments und diese Verlängerung wird aufgezoichnet. Durch Veränderung
der Stalle* an welcher dio Feder an der Differentialwelle befestigt ist, kann die
Skala bzw. der Ma#stab der Aufzeichnungseinrichtung verändert werden.
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Die Aufzeichnungseinrichtung ist oberhalb der Me#einrichtung angeordnet
und schreibt eine Linie auf einem Blatt.
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Wird dasselbe Blatt fUr eine Reihe von Tests verwendete so kann der
Durchschnittswert der Haftungskraft leicht abgelesen werden.
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Das über die Achse 14 (Fig. 3) geleitete Moment wird durch die Feder
6 ausgeglichen. Eine Vorrichtung ist angebracht, durch welche die durch die Feder
6 gelieferte Kraft iriser so geregelt wird, da# die Gesamtsumme der auf die Welle
14 ausgeübten moments in Benzug auf den Schnitt der Mittellinie der Welle 14 und
der übereinstimmend angeordneten Mittellinien der Achsen 15 und 16 gleich null ist.
Das wird durch Steuerung der Ausdehnung der Feder 6 durch den Servomotor 18 erreicht,
trelcher über eine Schneclce 19 und das Schneckenrad 20 ein Rad 21 antreibt, um
welches eine geschaeidise (souple) und flexible Schnur bzw. Seuil oder eine Blattfeder
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herumgewickelt und daran befestigt ist. Das andere Ende der
Plachfeder 22 ist mit der feeder 6 verbunden.
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Je nach der von der Feder 6 sur tCorrwktMf dea Gleichgewichtes der
Aches 14 erforderlichen Kraft mu# der Servorotor 18 angetrieben und durch diesen
das Rad 21 gedrcht werden. Zu diesem Zweck wird der Bervomotor 18 von einem Aus
gesteuert, welches ebenfalls mit der Achse 14 verbunden ist.
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Dieses Anzeigesystem bestaht aus zwei Blöcken 23 und 24. Der Block
23 ist fest mit der Adwe 14 und der Block 24 fest mit dem Rahman 25 verbunden. Die
zwei Blöcke 23 und 24 eind durch zwei Plaehfedern 26 miteinander verbunden, welche
tUr eine parallelo vertikale YersahiQbung des Blockes 23 in Bezug auf den Block
24 sorgen, wenn sich die Achse 14 bewegt. Die sehr gertnSo parallele Vertikalveraohicbung
des Blockes 23 in Bezug auf den Block 24 wird durch ein Paar Blattfedern 27 festgestellt,
wobei die eine Seite der einen Feder mit dem Block 23 und die eine seize der anderen
Feder mit dem Block 24 in Verbindung steht, während die Blattfedern an ihrer anderen
Beite mit dem Verbindungsstift 28 gekuppolt Rad, welcher mit Kontakten 29 und 30
versehen ist, Bewagt aiehdefBleatt<3a.B.nachoben<danntcpOtNMnaiohdieawei Blattfedern
27, und der Verbindungstift 28 bewagt sich nach tata. Indem ira aia riohtia Länge
für des faer Blattfedern 27
und fUr den Abstand zwischen dem Verbindungspunkt
der einen Blattfeder mit dem Block 23 und der anderen Blattfeder mit dem Block 24
wählt, kann eine ungsfähr 50-fache Vergrö#erung der Relativbewegung zwischen Block
23 und 24 erreicht werden.
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Da das Anzeigesystem aas Blattfedern aufgebaut ist, muf3 dafür Sorge
getragen werden, da# die Eigenfrequenz dieses Systcoshoher als die HcBsiGnalfrequenz,
aber niedriger als die geräuschfrequenz (rustle frequency) der ineinandergreif enden
Verzahnung der Rader ist.
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In der neutralen Stellung von 28 befinden sich die Kontakte 29 und
30 in einem Abstand von ungefähr 0,5 mm von zwei Kontaktflächen 31 und 32, die beide
in ihren Abstand einstbllbar und vom Rabmen 25 elektrisch isoliert sind.
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Der Verbindunssstift 28 und damit die Kontakte 29 und 30 sind mit
der elektrischen nschlu#stel 1 Galvanisch verbunden und vom Rahmen 25 galvaniseh
isoliert.
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Werden die Achse 14 und folglich der Block 23 aus ihrer Gleichgewichtslase
nach oben bewegt, daim bewegt sich das Paar der Blattfedern 27 nach der rechten
Seite, wodurch der Kontakt 30 mit der Kontaktfläche 32 elektrisch verbunden vrird.
Diese Verbindung wird durch das Relais 34 festcestelll, welches ein Elektronenrclais
sein kann und den Servomotor 18 derart unter Strom setzt, daß sich dieser nach links
dreht.
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Dadurch wird das Rad 21 ßedreht und die Merl. der
w
r 6 ni@@t ab, wodurch die Kraft der Feder 6 auf die WOU4lHMM<iNWM*BtdMMhWdtdMhMt4
wieder der Gieiabgewichtazewtand berbeigeführt, und diese kommt wirder in ihre Ruhestallung.
Dabei wird auch der Block 23 mitgencommen und atallt die zwei Blattfedarn 27 wieder
in ihre asckrqchte Lage, so da# die Verbindung zwischen 30 und 32 unterbrochen wird
und das Ralais 34 die Strouzuführung zum Servomotor 18 unterbricht. Eine entgegengasetst
gerichtete Regalung findet atatt, wenn aich der Hleck 83 anch @@ten bemagt, wordech
ein elektrisohe Verbindung zwischen 89 und 31 herbeigefübert wird und das Relsisystem
34 eine Drehung des Eervobors 18 in ungekehrter Bichtung bewirkt, bit die Ashe 14
wieder im Cleichgewicht liegt. Für die Dinstallung der Achme 14 ist ein Verschiebemchanimam
für den festen Hlock 24 vorgesehen, Mit Hilfe der Kinstellschraube 35 kann der Block
24 in beiden Richtungen längs der Fürung 36 verschboen werden, wobei sine Vestatallung
von 35 mittels siner Mutter 37 erfolgt. Diese Verstellung ist aber nur immablt des
Wirbles toloo » ~tJ **.
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Ende der Achse 14 freigelassen wird, diese Puffernocken bildem einen
Bchuts bei Dberbeleshtung des Menay2@@s.
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Bei dem eben erwährten Abetänden der Enchten kann eine @@wegung der
Achse 14 von 0,01 mm inflage des empheniobw Vergröserungafakteors festgestellt werden.
Zwlbetverständlich kann die oban erhährie @agaung auch verfeingt werden. Eine Verbessarung
der Regelung ist. s.B. dedurch
möglich, da# man die Bewogung der
Achse 14 kontinuierlich mit Hilfe von alsstischen Streifen, eines elektrichen Detektors
oder dergl. t, wodurdh dis Regelung proportional wird und in üblicher Weise durch
Hinzufüzen von einem oder zen itotm Faktoren (derivated terms) verbrt werden kann.
Un kleinen Vibration= entgegenzuwir-Iaen,diediderReeluntt3ren,kurnmans.it8 U ein
viskoses Dämpfen des Verbindungestiftes 28 amwenden, indem men einen kleinen Schuh
40 in einem Dämpfungsöl enthaltenden Becher 41 beweglich anordnet.
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Die Aufaeichnung des zum Festhalten (der Welle) erforderlichem Momentes
erfolgt über ein Rad 42, welches auf der Achse des Servomotors 18 befestigt ist.
über das Rad 42 und die zwei Hilfaräder 43 und 44 ist eine Schnur gelegt, welche
*in= Schreibstrift 45 trllrt. Eine Veränderung in der Länge der Peder. 6 durch den
Servomotor 18 wird linoar durch den Schreibstift 45 auf dem Papier 46 registriort,
indem sich das Rad 42 gleichneitig mit der Achse das Servomotors dreht. Der Motor
47 treibt die Absugarolle 43 des Schreibers mit gleichmä#iger Geschwindigkeit an,
so da# eine zeitliche Linearbewegung des Paniers 46 von der Vorratsrolle 49 zur
Abzugsrolle 48 ut En ist au beschten, da# die Geschwindigkeit des Differentials
so boch sein mu#, da# die durch das Getriebe im Me#signal ersaugtam "Geräusche"
bzw. Störfrequenzen höher
sind als die obere Frequenz, auf die
das MeBsystem noch anspricht. Diese Wahl der Geschwindigkeit des Differentials ist
jedoch durch dia Empfindlichkeit des Detsktors begrenzt.
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Das Meßsisnal mu# morklich höher als das "Geräusch" sein, welches
auch durch die Reibungsverluste in den Lasern des Me#systems definiert werden kann.
Die Amplitude des vom Differential erhaltenen Me#signals wird durch die Verzögerung
(retardation) des Differentials bezüglich der Achse des Rades bzw. der Scheibe 3
bestimmt. Je grö#er die Verzögerung (retardation), desto kleiner das Signal. So
muß also bei joder Anwendung cin Kompromi# gefunden werden.
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Die Erfinduns ict nicht auf die Kessung des Klebeveravons bzw. des
Haftvermögens zwischen zwei Streifen aus Gummi oder ähnlichem Material beschränkt.
Es ist auch möglich, mittels des erfindungsgemä#en Verfahrens bzw. der erfindungsgemä#en
Vorrichtung die magnetische und/oder elektrostatische Haftung zwischen Materialien
zu nessen.
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Ferner ist es nicht erforderlich, daß zwei Streifen der zu messenden
Materialien verwendet werden. Der eine dieser Streifen kann auch durch einen beliebig
geformten Korper mit einer vorzugsweise ebenen Oberfläche ersetzt werden, an die
das an der Rollo bzw. Scheibe 3 befestigte Band in Anläse gebracht und danach abgezogen
wird.
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Ansprüche