DE2447624A1 - Werkstoffpruefanlage fuer elastomere und andere materialien - Google Patents

Werkstoffpruefanlage fuer elastomere und andere materialien

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DE2447624A1 DE19742447624 DE2447624A DE2447624A1 DE 2447624 A1 DE2447624 A1 DE 2447624A1 DE 19742447624 DE19742447624 DE 19742447624 DE 2447624 A DE2447624 A DE 2447624A DE 2447624 A1 DE2447624 A1 DE 2447624A1
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Friedbert Gaddum
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GADDUM KG
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    • G—PHYSICS
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    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
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Description

Gleichlautende Beschreibung
zum Patentantrag der Firma Gaddum KG, 3031 Ahldan (Aller), JSchulstr. 6, vom 4. Oktober 1974.
BESCHREIBUNG:
Werkstoffprüfanlage für Elastomere und andere Materialien. STAND DER TECHNIK:
Z. Z. bzw. auch in den letzten Jahrzehnten wird die Prüfung und Untersuchung von Elastomeren nach den verschiedensten Verfahren, die teilweise genormt sind, mit verschiedenen von einander getrennten Prüfmaschinen oder Prüfgeräten durchgeführt.
Jedes Prüfgerät ist nur für ein bestimmtes Verfahren einsetzbar.
In den entaprechenden Anwendungelaboratorien stehen Geräte für de verschiedenen Verfahren nebeneinander als getrennte Einheit, so daß die elektronischen und mechanischen Steuerorgane doppelt und sogar mehrfach vom Betreiber gekauft werden müssen. Es gibt bisher kein Gerät und auch keine Prüfanlage auf dem Markt, mit dem bei gleichen Grundaggregaten eine solche Viel zahl von Prüfmethoden zur Anwendung kommen kann. Gewisse Verfahren, die wir zur Anwendung gebracht haben, sind bisher zur Beurteilung von Elastomeren nicht benutzt worden.
AUFGABE:
Konstruktion und Bau einer Werkstoffprüfanlage für Elastomere und andere Materialien, die eine Vielzahl von Untersuchungsverfahren mit ein und derselben Anlage möglichst rationell ermöglicht. Einführung von neuen Verfahren .zur Untersuchung von Elastomeren bedingt durch die Merkmale einer neuen Werkst off prüf anlage.
609816/0528

Claims (2)

Elatt 2 zur "Gleichlautenden Beitreibung" Schreiben vom 4.10.74 an das Deutsche Patentamt JUÖSUNG: Wir haben eine derartige marktgerechte Werkstoffprüfanlage für Elastomere und andere Materialien entwickelt und auf der "Internationalen Kautschuktagung" in München am 2. September 1974 der Öffentlichkeit vorgestellt. Der Kern dieser Anlage ist ein neues Alterungs-Prüfgerät, unser GADDUM-Alterungs-QUALIMETER, das bisher nur im Eigenbau bei einigen Firmen her- . gestellt wurde, aber bisher nicht am.Markt in einer marktgerechten Ausführung erhältlich war. Die Grundkonzeption dieser Alterungs-Meßmethode ist seit Jahren bekannt. Das Kautschukinstitut in Hannover und dort Prof. Dr. Scheele und Dipl.-Ing. Hillmer haben über 20 Jahre an dieser, für den Markt neuen und exakten Alterungs-Meßmethode, gearbeitet. Die wichtigsten Veröffentlichungen bis 1970 haben wir zusammengefaßt diesem Einschreiben beigelegt. Neben den bisher bekannten Vorrichtungen haben wir neue Vorrichtungen entwickelt, die den Einsatz von neuen Meßverfahren ermöglichen. Darüber hinaus benutzen wir die Speise- und Meßelektronik für den Kraftraeßkopf, die Steuerungselektronik für die Verformungseinrichtung, die Steuerungselektr.onik für die Probentemperierung und die Speiseventileinrichtungen für die Messung bekannter und darüber hinaus auch neuer Materialkennwerte. Für die nachfolgend genannten Kennwerte sind heute in der Industrie jeweils Einzelgeräte teilweise seit Jahrzehnten im Einsatz. Es gibt ein Gerät zur Erstellung von Vulkanisationsdiagramraen, ein Gerät zur Erstellung von Alterungsdiagrammen, ein Gerät zur Erstellung des Zustandsdiagrarams des komplexen Moduls, ein Gerät zur Erstellung von Kunststoffaushärtungsdiagrammen. Mit unserer Werkstoffprüfanlage ist es möglich, alle genannten Diagramme zu registrieren. Hierzu werden für alle verschiedenen Diagramme die gleichen Kraft-, Speise- und Meßeinrichtungen, die gleichen Netzteile, die gleichen Teraperaturregelsysteme, die gleichen Armaturen, die gleichen Hubeinrichtungen und dieselben Steuereinrichtungen benutzt. Lediglich jeweils ein mechanischer Belastungseinschub ist für die verschiedenen Prüfungen einzusetzen· Durch diese Kombination ist es ohne großen Aufwand möglich, auch weitere Werkstoffkennwerte zu ermitteln, die mit den Grundauerüetungen als Einzelgerät bisher nicht meßbar waren. Die Kombination dieser Grundanlagen mit weiteren Zusatzeinrichtungen gestattet eine Werkstoffuntersuchung in bisher nicht bekannter Weiae· Darüber hinaus wurden bisher nicht bekannte Meßverfahren zur Anwendung gebracht. SCHUTZANSPRÜCHE: Werkstoffprüfanlago für Elastomere und andere Materialien! in nachfolgenden kurz "Prüfanlagd1 genannt, dadurch gekennzeichnet, daß
1. mit einer Anlage Vulkanisationsdiagramme, Alterungsdiagramme und Zustandsdiagramme des komplexen Moduls bei Einsatz ein und derselben Elektronik gemessen werden können.
609816/0528
Platt 3 zur "Gleichlautenden Beschreibung" Schreiben vom 4.10.74 an das Deutsche Patentamt
2. Prüfanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlage jetzt mit 2-fach bestückter Elektronik 2 Werte gleichzeitig und bei 3-fach bestückter Elektronik 3 Werte gleichzeitig messen kann. Unter Werten ist hier das entsprechende Diagramm, das zur Spezifizierung des Materialwertes bestimmt wird, gemeint.
3· Prüfanlage, dadurch gekennzeichnet, daß beliebig viele zusätzliche Einheiten sofort oder später im Einschubsystem in die Anlage eingesetzt werden können, soweit die Elektronik auch für diese Diagrammbestimmungen einsetzbar ist, was aber bei den meisten bekannten und noch nicht bekannten Verfahren möglich ist.
4. Prüfanlage, dadurch gekennzeichnet, daß durch Kombination verschiedener Probenbelastungseinschübe und Zusatzeinrichtungen die Bestimmung bekannter Prüfdiagramme, wie Polymerisationsdiagramme, Depolymerisationsdiagramme, Kunststoffaushärtungsdiagramme automatisch anfällt.
5. Prüfanlage, dadurch gekennzeichnet, daß konventionelle Relaxationsuntersuchungen, aber auch der Einsatz der Methode der diskontinuierlichen Spannungsrelaxation für alle im vorhergehenden genannten Verfahren möglich gemacht wird.
6. Prüfanlage, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufnahme von Alterungsdiagrammen benutzte Methode zur diskontinuierlichen Spannungsrelaxation auch durch die Schaltmöglichkeiten in unserer Prüfanlage für alle *&>&&* «Wrtftferti. ιί iaiLfii. genannten Verfahren als Belastungsmethode zur Anwendung kommen kann.
7. Prüfanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungseinrichtung für die Methode der diskontinuierlichen Spannungsrelaxation bei der Aufnahme von Vulkanisationsdiagrammen, Komplexmoduldiagrammen, Polymerisationsdiagrammen, Depolymerisationsdiagrammen, Kunststoffaushärtungsdiagraramen benutzt werden kann, wodurch alle diese Messungen von dem Fehler der Probenrelaxation während der Messung befreit werden.
δφ Prüfanlage, dadurch gekennzeichnet, daß für sehr exakte Messungen oder für Messungen bei höheren Dehnungen für alle vorhergehenden genannten Diagramme eine Probenlängenänderungskorrektion gemessen werden kann.
9. Prüfanlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenlängenänderungskorrekttonswert auch als Diagramm mitgeschrieben werden kann.
10. Prüfanlage, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenlängenänderungskorrektionswert bei l/lOO der Höchstkraft über einen Digitalcounter genessen, angezeigt und, wenn erforderlich, registriert wird.
11. Prüfanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenlängenänderung vor jeder Messung nach der Digitalcounter-Methode elektronisch gemessen wird und über einen Speicher nach Messung dem jeweiligen Kraftwert hinzuaddiert wird.
12. Prüfanlage, dadurch gekennzeichnet, daß durch die elektronisch ge- . messende Längenänderungskorrektion vor jeder Messung ein exaktes Alterungsdiagramm gefahren werden kann, in dem die Probenlängenänderung automatisch schon korrigiert ist.
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<~ der
ßlatt 4 zur "Gleichlautenden Beschreibung"
Schreiben vom 4.10« 74 an das Deutsche Patentamt
l'j. Prüf anlage, dadurch gekennzeichnet, daß am Ende einer Abbau- oder Depolymerisationsmessung Zugverforraungsrest als Meßwert angezeigt und aufgeschrieben wird.
14. Prüfanlage, dadurch gekennzeichnet8 daß bei allen unter diesen Schutzansprüchen genannten Kennwertmessungen gleichzeitig eine Materialdämpfungsmessung anzeigend und registrierend durchgeführt wex-den kann.·
15. Prüfanlage, dadurch gekennzeichnet, daß die vorhergehend genannte Dämpfungsmessung bei dem Erreichen des Maximalhubs über die Messung der Phasenverschiebung zwischen Hub, Weg und Kraft bestimmt wird.
l6» Prüf anlage, dadurch gekennzeichnet, daß eine relative Dämpf ungsniessung bei der Anwendung der Methode der diskontinuierlichen Spannungsrelaxation bei allen im vorhergehenden Text genannton Meßdiagrammen automatisch möglich ist und auf dem Diagramm sichtbar erscheint.
17. Prüfanlage, dadurch gekennzeichnet, daß zur Untersuchung der Probleme der Entropie-Elastizität bei Anwendung der für die Methode der diskontinuierlichen Spannungsrelaxation vorhandenen Hubeinrichtung Temperaturdifferenzdiagramme geschrieben werden können, die die Temperaturdifferenz in Abhängigkeit von der Belastung oder der Temperatur selbst angeben, die sich aus der Temperaturabgabe zwischen gedehntem und ungedehntem Zustand bzw, zwischen dem Zustand niedriger und höherer Entropie ergibt.
18. Prüfanlage, dadurch gekennzeichnet, daß mit jiner thermo-dynamischen Sondereinrichtung Thermodynamikdiagramme ausgenommen werden können, die /""/* bisher nicht bekannt waren.
Prüfanlage, dadurch gekennzeichnet, daß eine spezielle Reaktoreinrichtung zur Thermodynamik als Einschub eingebracht werden kann, die folgende Merkmale beinhaltet. Mit dieser Vorrichtung wird erreicht, daß bei einer ^_ Probenmeßlänge von 100 ram/Längenausdehnung der Meßapparatur bzw. des / «>£ Reaktors bei einer Temperaturdifferenz zwischen 25°C und 95 c nicht größer als 0,035 mm ist, d. h. die Längenänderung ist kleiner 0,04 Sä, Diese Verhältnisse werden dadurch erzielt, daß di© untere Probenein- .— spannung an der Oberseite der Hubstange in gleicher Höhe/der unteren **" t Befestigung des Reaktors an den beiden Haltestangen liegt. Hierdurch "wird bewirkt, daß die Ausdehnung der Hubstangc nach unten <®mt-a«r Wärmeausdehnung/iialtestangen nach oben kompensiert wird» Die beiden Haltestangen sind Invarstahl und der Anschluß der Kraftmeßdose geschieht über 25 mm Pertinas und 20 mm Invarstahl. Die genannten Veränderungen sind auf die jetzt nur noch geringen Bewegungen des Reaktors gegenüber der oberen Kraftmeßkopfeinspannlänge zurückzuführen.
Mit diesem Sondereinschub ist die Aufnahme von Thermo-Dynamikdiagransmea möglieh u. z. nach der diskontinuierlichen Methode« Hierssu wird der Reaktor auf verschiedene Temperaturen gebracht und dabei jeweils die Längenänderung der Prob® unter Ausschluß ümr natürliches Relaxation ;ge» inessen·
20o Prüf anlage, dadurch gskemis©iehn@t, daß des* Reaktor zur Therme-Dynamik» Siagrammauiftiahms auch als Reaktor für all© ψ®τ1ζι®Τβ®%ι@ηά®η und genanntmi 'iienm-f'STidi&.gramme benutst werden kasEu
al,1-5
Versuche unter Schutzgas, unter Alterungsgasj unter Oaois und awch in Flüssigkeit bei Temperatnrea bis 250 oder aueU 30©'^ dus*säge£iifert werden
n° aO9|1§/flS2i
BAD ORIGINAL
Blatt 5 zur "Gleichlautenden Beschreibung"
'Schreiben vom 4.10.74 an das Deutsche Patentamt
22· Prüf anlage, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Aufnahme von Alteruncjsdiagrammen oder, wenn erforderlich, auch bei anderen mit der Anlage durchzuführenden Messungen über ein Zusatzgerät eine eventuell störende Längenänderung der Probe bei Anwendung der diskontinuierlichen Belastungsmethode automatisch korrigiert wird.
23. Thermo-Dynamikdiagramraeinschubi wie vorhergehend beschrieben, dadurch .· gekennzeichnet, daß durch die vorhergehend dargestellte Konstruktion über eine Meßlänge von 100 mm der Fehler bei der dargestellten Tempera-'
. turänderüng kleiner 0,04 % ist.
24. Automatische Probenlängenänderungseinspannvorrichtung, wie im vorhergehenden Text angegeben, dadurch gekennzeichnet, daß vor jeder Probenbelastung die Probe über eine automatische Einspannvorrichtung neu eingespannt wird. Hierdurch wird gewährleistet, daß die Probenlängenänderung nicht1^Ie Messung eingeht. Die Probe 1 ist in der oberen Einspannklemme 2 über das Gestänge 3 am Kraftmeßkopf 4 befestigt. Die Probe 1 wird bei Belastung in der unteren automatischen Einscannung 5 eingespannt. Die Einspannvorrichtung 5 wird über die Hubstange 6 durch den Hubmagnet 7 bewegt. Die untere Wegbegrenzung 8 ist mit dem Reaktor verbunden, während die obere Hubbegrenzung 9 mit der Hubstange 6 verbunden ist. Durch herauf- und herunterbewegen des Reaktorgefässes 10 kann der Hub verstellt werden. Ist der Hub vom Magneten 7 ausgeführt worden und auf dem Schreiber die entsprechende Kraft registriert, wird die automatische untere Einspannvorrichtung 5 geöffnet.Die Probe hat dann die Möglichkeit, falls sie nach Relaxation eine bleibende Längenänderung zeigt, sich über die. Rollen 11 und 12 durch Gewichte 13, die an der Einspannung l4 hängen, auszugleichen. Hierdurch wird bewirkt, daß die Probe vor jedem Hub mit der vorgewählten Vorlast belastet ist, so daß ungewollte Längenänderung nicht mehr in die Kraftmessung box der Anwendung der Methode dar diskontinuierlichen Spannungsrelaxatiqn eingehen .
G a d d u/W KG
ie/
BAD ORIGINAL
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