DE2235968A1

DE2235968A1 - Pruefgeraet fuer zugversuche

Info

Publication number: DE2235968A1
Application number: DE2235968A
Authority: DE
Inventors: Ove Saeberg
Original assignee: NORDISK FORSKNINGS INST; Nordisk Forskningsinstitut For Maling Og Trykfarver Kopenhagen
Current assignee: NORDISK FORSKNINGS INST; Nordisk Forskningsinstitut For Maling Og Trykfarver Kopenhagen
Priority date: 1971-07-21
Filing date: 1972-07-21
Publication date: 1973-02-01
Also published as: GB1379649A; DK126524B; SE379243B; US3821892A; CH545972A; DE2235968C2

Description

Nordisk Forskningsinstitut for Maling og Trykfarver

Kopenhagen / Dänemark

"Prüfgerät für Zugversuche"

Die Erfindung betrifft ein Prüfgerät für Zugversuche, insbesondere zur Prüfung der Haftfestigkeit von OberflächensGhichten, z.B. Färb schichten, und von Klebstoffen sowie des Zusammenhalts von Werkstoff en. durch Wegreißen eines auf dem zu prüfenden Werkstück festgeklebten Versuchsaufsatzes. Bei solchen Geraten ist ein Zugelement zum Umschließen des Kopfstückes des Versuchsaufsatzes vorgesehen, welches auf den Versuchsaufsatz Zug ausübt bei gleichzeitiger Aufbringung von Druck auf die Oberfläche des zu prüfenden Werkstückes durch einen gegenüber dem Zugelement verschiebbaren Druckschaft.

Bei Verwendung solcher Geräte ist es wichtig, daß die Versuche bei genau festgelegten und unter wiederholbaren Bedingungen durchgeführt werden. Außerdem muß ein solches Gerät leicht transportabel sein, damit es in Laboratorien und im Freien verwendbar ist, wobei die zu seiner Betätigung erforderlichen Handgriffe auf ein Minimum beschränkt bleiben sollen.

Bei bekannten Geräten dieser Art wird die auf das Zugelement ausgeübte Zugkraft über eine in einer dreifüßigen Halterung gedrehte und auf die Oberfläche des zu prüfenden Werkstücks geschraubte Spindel erzeugt. Die Verwendung solcher Geräte be-

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deutet oft Schwerarbeit, da die Zugkraft einige hundert kg/cm betragen kann, und in der praktischen Anwendung läuft man häufig Gefahr, einen seitlichen oder verschiebenden Druck zusätzlich zu der aufgebrachten senkrechten Kraft auszuüben, so daß dann die Versuchsbedingungen nicht mehr eindeutig festliegen. Ein verschiebendes Kraftmoment ergibt sich leicht, wenn die Drehung des Handrads große Kraft erfordert, aber auch wenn aus irgendeinem Grund die dreifüßige Halterung schief aufsitzt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Prüfgeräts der vorhergehend beschriebenen Art, welches leicht und schnell verwendbar ist und gewährleistet, daß die Zugkraft senkrecht zum Prüffeld ausgeübt wird, ungeachtet von Unebenheiten im Bereich des Prüffelds.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung ein Prüfgerät für Zugversuche vor mit einem Zugelement und einem axial gegenüber dem Zugelement bewegbaren Druckschaft, wobei der Druckschaft drehbar angelenkt mit einem umgekehrt U-förmigen Jochfceil verbunden ist, welches bei praktischer Anwendung des Geräts den Versuchsaufsatz mittig haltert, wobei die Füße des Jochteils auf dem zu prüfenden Werkstück auf einer durch die Mitte des Versuchsaufsatzes laufenden Linie aufsitzen.

Auf diese Weise läßt sich mit größter Sicherheit die unbeabsichtigte Aufbringung einer Seitenkraft vermeiden, da eine zweifüßige Halterung durch drehbare Verbindung mit dem Druckschaft auch auf unebenen Flächen aufsitzen kann, ohne ein Verkanten des Druckschaftes zu verursachen, was bei einer dreifüßigen Halterung unter Umständen schwierig sein kann.

Die Ergebnisse einer Reihe von mit dem erfindungsgemäßen Gerät durchgeführten Versuchen haben eine weitaus geringere Streuung ger.ei.gt als bei Verwendung der besten bisher praktisch verfügbaren Geräte.

Um ε ; ϊ ri ϊ faLiiche Handhab um.·; durch Aufbringung einer schrägen

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Zugkraft auf die Versuchsaufsätze zu verhindern, ist das erfindungsgemäße Zugelement mit einem Sockel versehen, in welchem ein Schlitz ausgebildet ist, dessen Breite im wesentlichen dem Durchmesser des Halses des Versuchsaufsatzes entspricht-.Äund dessen Tiefe derart "bemessen ist, daß der Aufsatz bei voller Einführung seines Halses in den Schlitz mittig im Sockel gehaltert ist, wobei eine, fixierkappe mit einem entsprechenden Schlitz auf den Sockel aufschraubbar ist zur Sicherung und Verspannung des Kopfstückes des Versuchsaufsatzes in mittig gehalterter Anordnung,

Eine ständig senkrechte Wirkung der Zugkräfte auf die Oberfläche des zu prüfenden Werkstückes wird erfindunggemäß zusätzlich durch Verwendung von Druckgas in bekannter Weise zur Erzeugung derZugkraft gewährleistet, wobei das Zugelement mit einem Druckgehause verbunden ist, welches ein mit einer Druckgasquelle verbindbare® Oberteil und ein Unterteil aufweist, zwischen welchen eine elastische Membran angeordnet ist, vrelche auf einer am Druckschaft des Geräts angebrachten Andruckplatte anliegt, wobei sich der Schaft durch eine Öffnung im Unterteil des Druckgehäuses erstreckte

^Gemäß einem weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung umgibt eine Spiralfeder den Druckschaft außerhalb des Druckgehäuses zwischen dessem Unterteil und einer auf dem Druckschaft ausgebildeten Schulter.

Dadurch wird eine schlagartige Bewegung der Andruckplatte in dem Druckgehäuse und der damit verbundenen Teil beim plötzlichen Hochreißen des Versuchsauf satzes gedämpft und abgebremst^ und andrerseits dient die Spiralfeder zur zusäMichen Halterung des Geräts in fixierter Stellung während des Aufschraubens der Fixierkappe auf den Sockel. . . .

Die Erfindung wird im folgenden anhand des in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. ■ ·

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In den Zeichnungen zeigt:

Pig. 1 eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Geräts, zum Teil im Schnitt;

Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1.

Die Zeichnungen zeigen ein zweiteiliges Bruckgehäuse 1 mit einem Oberteil 2 und einem Unterteil 3» zwischen welchen eine nach oben gewölbte Gummi membran 4- angeordnettist.

Das Oberteil 2 weist eine Kammer 5 auf, mit welcher ein (nicht dargestellter) Druckmesser verbunden sein kann, und auf ihrer Unterseite ist sie mit einer der Oberseite der Gummimembran 4 mit einem geringen Abstandsspalt 6 folgenden Krümmung ausgebildet.

Gegen die Unterseite der Membran 4· liegt eine Andruckplatte 7 an. Diese Andruckplatte 7 sitzt auf einem Druckschaft 8, welcher in einer als Verlängerung des Unterteils 3 des Druckgehäuses ausgebildeten Buchse 9 bewegbar ist. Der sich der Andruckplatte 7 anschließende Abschnitt des Druckschaftes weist gegenüber dem übrigen Druckschaft einen kleineren Durchmesser auf und bildet innerhalb der ^uchse 9 eine Schulter 10. Außerdem ist die Buchse 9 init einem dem dünneren Abschnitt des Schaftes 8 angepaßten Innenbund 11 ausgebildet. Zwischen dem Bund 11 und der auf dem Schaft ausgebildeten Schulter 10 erstreckt sich eine den dünneren Schaftabschnitt umgebende Spiralfeder 12.

Ein Drehzapfen 13 erstreckt sich durch das untere Ende des Druclrschaftes 8 und an seinen entgegengesetzten Enden befestigt durch eine öffnung 14 in einem umgekehrt U-förmigen Jochteil Die beiden sich nach unten verjüngenden i'üße des «bchteils dienen zur Stütze der, auf der Fläche E des zu prüfenden Werkstükkes aufsitzenden Geräts.

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Ein im Querschnitt H-förmiges Zugelement 16 ist am Unterteil 3' des Druckgehäuses die Mantelfläche der Buchse 9 umgebend "befestigt. Das Zugelement 16 erstreckt sich nach unten durch die öffnung 14 im Jochteil 15» wobei der Querbalken des H sich in angemessenem Abstand unterhalb des Drehzapfens 13 erstreckt," damit dieser bei Bewegung des Druckschaftes 8 gegenüber dem Zugelement 16 nicfab anschlagen kann. .^

Am unteren Ende des Zugelements 16 ist ein Sockel 17 befestigt, der aus einem unten durch eine kreisförmige Platte geschlossenen Zylinder besteht. Der Sockel 17 dient zum Eingriff mit einem auf dem zu prüfenden Werkstück festgeklebten Ifer such saufsatz.18. Dieser Aufsatz 18 besteht aus einer kreisförmigen Metallscheibe mit einer planen Unterseite und einem auf einem kurzen Hals sitzenden Kopfstück auf der anderen Seite. Damit der Sockel 17 den Aufsatz 18 ,umgreifen und auf diesen ein Zugmoment ausüben kann, ist die kreisförmige Platte des Sockäs 17 mit einem sich radial erstreckenden Schlitz ausgebildet, dessen Tiefe und Breite derart bemessen sind, daß der soweit wie möglich in den Schlitz eingeführte Hals des "\ö?suchsauf satzes 18 im Zugelement mittig gehaltert wird.

Der Zylinder des Sockels 17 ist auf seiner Außenfläche mit einem Gewinde ausgebildet zum Aufschrauben einer Pixierkappe 19, welche einen dem Schlitz im Sockel 17 entsprechenden Schlitz aufweist.

Am Unterteil 3 des Druckgehäuses 1 ist ein Hohlgriff 20 angebracht, dessen freies Ende durch eine Kappe,21 mit einem Anschlußstück 22 für einen (nicht dargestellten) Druckgas zuführenden Schlauch geschlossen ist.

Zwischen dem Griff 20 und dem Untereteil 3 des Druckgehäuses ist eine Ventilkammer 23 vorgesehen, mit einem eingebauten DruckgaBventil, welches durch eine Drucktaste 24- geschlossen oder geöffnet werden kann. Es können aber auch nebeneinander

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zwei Drucktasten angeordnet sein, eine zum öffnen und eine zum Schließen des Ventils.

Die Ventilkammer weist außerdem eine Drosselung zur Regelung des zugeführten Gasvolumens auf, wobei die Drosselung durch eine Spaltkopfschraube 23 verstellbar ist.

Die Venteilkammer 23 steht über einen Kanal 26 mit der Kammer 5 und dem Spalt 6 in Verbindung.

Das Gerät arbeitet wie folgt:

An das Gerät wird bei 22 ein Druckgasschlauch angeschlossen, wobei das Druckgas durch den Hohlgriff 20 in die Ventilkammer 23 eindringt;. Durch die Drosselung kann die Steigerung der Zugkraft pro Zeiteinheit auf einen bestimmten Wert festgelegt werden, z.B. auf 5 kp/sec.

Die Versuche, aiit welchen z.B. die Haftfestigkeit von Farbschichten festgestellt werden soll, werden mittels einer Reihe von Versuchsaufsätzen durchgeführt, die mit ihren gereinigten und geschliffenen Unterseiten im gleichen Abstand voneinander auf *r mit Farbe beschichteten Oberfläche des zu prüfenden Werkstücken mittels eines starken Klebers befestigt worden sind, Für gewöhnlich werden Aufsatzstücke mit einer Auflagefläche von 1, 3» oder 6 cm verwendet, wobei man die kleineren in der Regel dann verwendet, wenn die Haftfähigkeit besonders hoch sein soll.

Ilan läßt den Kleber ca. 48 Stunden trocknen, ehe die Versuche durchgeführt werden. Zunächst wird die Fixierkappe 19 des Gerät i-5 auf^oschraubt, bin sich ihr Schlitz mit dem Schlitz in doiiiüockoi 17 deckt, und der Sockel xiird dann mit dem Kopfstück der, auf dem zu prüfenden Werkstück festgeklebten Versuchsaufsatzes in Eingriff gebracht, worauf durch Drehung der Fixierkoppe 19 das Gerät gegenüber dem Aufsatz zentriert wird, so daß die Füße des Jochteils 15 gegen die Oberfläche E des Werkstückes auf einer durch die Mitte der Klebefläche des Aufsatzes

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laufenden Linie aufsitzen. Die Fixierkappe 19 wird dann auf dem Sockel 17 festgeschraubt, Ms der Kopf des Versuchsaufsatzes sicher im Sockel 17 sitzt. Dadurch ist gewährleistet, daß die Achse des 'Druckschafts 8 sich in Fortsetzung zur Symmetrieachse des Versuchsaufsatzes erstreckt.

Durch Betätigung der Drucktaste 24 läßt man da^Druckgas durch den Kanal 26 in die mit dem Spalt 6 .in Verbindung stehende Kammer 5 einströmen, wobei der Druckanstieg an einem mit der Kammer 5 verbundenen Druckmesser abgelesen werden kann...

Die Gummimembran 4 überträgt den Druck des Gases auf die Andruckplatte 7, wobei das Jochteil 15 gegen die¹ Fläche E gedruckt wird. Das Druckgehäuge 1 wird dabei einer entsprechenden Kraft ausgesetzt, die das Druckgehäuse mit dem daran befestigten Zugelement 16 in die entgegengesetzte Richtung drückt*

Sobald der Gasdruck hoch genug ist, wird der Versuchsaufsatz plötzlich hochgerissen, und das Zugelement mit dem Aufsatz hebt sich gegenüber dem Jochteil 15, so daß sich die Andruckplatte 7 und damit die Gummi membran 4 vom Oberteil 3 des Druckgehäuses wegheben und damit den Spalt 4 vergrößern, so daß der Duck in der Kammer absinkt. Der höchste Leswert des- Druckmessss entspricht daher der zum Abreißen des Aufsatzes erforderlichen Kraft. Die Unterseite des.Aufsatzes wird dann untersucht um jBstzustellen, wo der Abriß erfolgte, d.h. entweder in der Farbschicht, zwischen der Farbe und der Oberfläche des Werkstückes oder im Material des Werkstücks als soldies. Im ersten und dritten Fall ist die Haftfestigkeit natürlich völlig zufriedenstellend; im zweiten Fall allerdings hängt es von der zum Abreißen des Versuchsaufsatzes aufgebrachten Zugkraft ab, ob die Haftung als git bezeichnet werdan kann.

Sobald der Versuchsaufsatz hochgerissen^worden ist, wird die Gaszufuhr abgeschal«tet, und die Sixierkappe 19 wird- abgeschraubt, bis der Aufsatz enfernt werden kann. Die Spiralfeder

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12 führt dann die Andrückplatte 7 in ihre Ausgangsstellung zurück, und das Gerät ist für den nächsten Versuch gebrauchsfertig.

Patenten <vä:>

Γ;,¹ -Ing. Γ/C'ier Dipl.-!;:-.. K. Schieschko

8 München 13, ElisabeihstraBe 34

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Claims

Dipl.-inn- E- Eder
Dipl.-Ing. K. Schieschke
8 München 13, EtisabethstraBe34

Ansprüche

Prüfgerät für Zugversuche, insbesondere zur Prüfung der Haftfestigkeit von Oberflächenschichten und von Klebstoffen, sowie des Zusammenhalts von Werkstoffen durch Wegreissen eines auf dem zu prüfenden Werkstück festgeklebten Versuchsaufsatzes, gekennzeichnet durch ein Zugelement (16) und einen axial gegenüber dem Zugelement bewegbaren Druckschaft (8), wobei der Druckschaft (8) drehbar angelenkt mit einem umgekehrt TJ-f örmigen Jochteil (15) verbunden ist., welches den Versuchsaufsatz (18) mittig haltert, wobei die Füße des Jochteils (15) auf dem zu prüfenden Werkstück auf *-■ einer durch die Mitte des Versuchsauf sat zes (18) führenden Linie aufsitzen.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Zugelement (16) mit einem den Kopf des Versuchsauf sat ze s (18) umgreifenden Sockel (17) ausgebildet ist, welcher einen radialen SüLtz aufweist, dessen Weite dem den Kopf tragenden Halsstück des Versuchsauf satzes entspricht und dessen Tiefe derart bemessen ist, daß der Versuchsaufsatz bei vJLlständiger Eicflihrüng seines Halsstückes in den Schlitz mittig im Gerät angeordnet ist, wobei eine Fixierkappe (19) mit einem entsprechenden Schlitz zur Feststellung und Verspannung des Kopfes des Versuchsaüfsatzes in mittiger Anordnung auf den Sockel (17) des Zugelements (16) aufschraubbar ist.
3. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Zugkraft Druckgas verwendet wird, wobei dasZugelement (16) an einem Druckgehäuse (1) befestigt ist,, welches aus einem mit einer Druckgasquelle verbindbaren Oberteil (2) und einem Unterteil (3) besteht, zwischen welchen

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eine elastische Membran (4) angeordnet ist, die auf einer auf dem Druäcschaft (8) des Geräts angebrachten Andruckplatte (7) anliegt, wobei sich der Druckschaft mit einem Ende durch eine Öffnung im Unterteil (3) des Druckgehäuses (1) erstreckt.
4. Gerät nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß eine Spiralfeder (12) den Druckschaft (8) außerhalb des Druckgehäuses zwischen dessem Unterteil (3) und einer auf dem Druckschaft (8) ausgebildeten Schulte* (10) umgibt.

Patentanwälte

DIpI.-Ing.JE. Euer

Dipl.-Ing. K^Scin^schke

8 München 13jmfiranstraBe34

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