DE2922738A1

DE2922738A1 - Geraet zur untersuchung des haftverhaltens von werkstoffpaarungen

Info

Publication number: DE2922738A1
Application number: DE19792922738
Authority: DE
Inventors: Robert Nehammer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-06-05
Filing date: 1979-06-05
Publication date: 1980-12-11

Description

Gerät zur Untersuchung des Haftverhaltens von Werkstoff-
paarungen Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Untersuchung des Haftverhaltens von Werkstoffpaarungen.
In der Feinwerktechnik müssen häufig Bauteile in ihrer Bewegung durch Anschläge aus bestimmten Werkstoffen, wie Elastomere schnell gedämpft werden (z.B. Tastaturen, Schaltelemente u.a.). Dabei besteht die Gefahr von Funktionsstörungen, deren Ursache in der zu großen Haftung der beteiligten Werkstoffoberflächen liegt.
Bisher wurde das Haftverhalten von Werkstoffpaarungen empirisch untersucht, wobei meist aufwendige Dauerversuche erforderlich waren, um mögliche Funktionsstörungen vorzeitig erkennen zu können, weil nur dann Abhilfemaßnaben getroffen werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem die verschiedensten Einflüsse auf das Haftverhalten untersucht werden können. Das Gerät gemäß der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß der eine Teil der Werkstoffpaarung unter Einlegung einer Kraftmeßvorrichtung festgehalten ist, während der andere Teil der Werkstoffpaarung mit einer Einrichtung zur Ausübung einer definierten Stoßbelastung in Trennrichtung versehen ist und daß mit der Kraftmeßvorrichtung eine Registriervorrichtung verbunden ist, mit welcher der zeitliche Verlauf des Trennvorganges aufnehmbar ist.
Damit können Einflüsse auf das Haftverhalten, wie Oberflächenbeschaffenheit, Schmier- und Trennmittel, Ausscheidungen von Weichmachern u. dgl. zwischen den Trennflächen sowie die Trenngeschwindigkeit untersucht werden.
Ein einfacher Aufbau ergibt sich dadurch, daß die definierte Stoßbelastung durch ein durch Schwerkrafteinwirkung bewegtes Gewicht ausgeübt wird. Dies kann auf einfache Weise dadurch erreicht werden, daß der andere Teil der Werkstoffpaarung mit einer Strebe oder dgl. verbunden ist, die unter einem solchen Winkel angeordnet ist, daß ein zu ihr parallel beweglich angeordnetes Gewicht nach Freigabe aus einer definierten Ausgangsstellung unter Schwerkrafteinwirkung mit einer vorbestimmbaren Geschwindigkeit bzw.
Wucht gegen einen an der Strebe angebrachten Anschlag zu stoßen vermag. Damit kann das Haftverhalten in Abhängigkeit von der Trenngeschwindigkeit untersucht werden.
Damit die Trenngeschwindigkeit variiert werden kann, ist der Abstand der Ausgangsstellung des beweglichen Gewichtes von dem Anschlag an der Strebe einstellbar. Des weiteren kann die Trenngeschwindigkeit noch dadurch variiert werden, daß das bewegliche Gewicht mit Hilfe eines über eine Rolle geführten Seilzuges mit einem vorgebbaren Gegengewicht in Verbindung steht.
Um den Einfluß des Anpreßdruckes in Abhängigkeit von der Anpreßzeit auf das Haftverhalten beurteilen zu können, ist es vorteilhaft, daß die Strebe mit einer einstellbaren Kraft gegen die Trennstelle der Werkstoffpaarung drückbar ist.
Vorteilhafterweise ist die einstellbare Kraft an der Strebe mit Hilfe eines gewichtsbelasteten Seilzuges ausübbar.
Eine weitere Vereinfachung des Gerätes wird dadurch bewirkt, daß das bewegliche Gewicht mit Hilfe von Rollen auf einer schiefen Ebene, die parallel zur Strebe angeordnet ist, reibungsarm bewegbar ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Gerät können also die Haltekräfte zwischen Werkstoffpaarungen in Abhängigkeit von Anpreßzeit, Anpreßdruck und Trenngeschwindigkeit gemessen werden.
Anhand der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen: Figur 1 eine Prinzipdarstellung des Gerätes und Figur 2 ein mit Hilfe des Gerätes aufgenommenes MeB-diagramm.
Mit 1 ist eine zu untersuchende Werkstoffpaarung bezeichnet, wobei der eine Teil 1a mit einer Kraftmeßvorrichtung, beispielsweise einer Piezokraftmeßdose 2 verbunden ist, während der zweite Teil 1b der Werkstoffpaarung 1 am oberen Ende einer Strebe 3 befestigt ist, die parallel zu einer schiefen Ebene 4 reibungsarm geführt ist. Am unteren Ende der Strebe 3 ist ein Anschlag 5 befestigt. Dieser Anschlag 5 wirkt mit einem Gewicht 6 zusammen, welches mit Hilfe von Rollen 7 auf der schiefen Ebene 4 abzurollen in der Lage ist. Mit Hilfe einer Sperre 8, welche in eine Ausnehmung 9 des Gewichtes 6 eingreift, kann dieses freigegeben werden, so daß es mit vorgebbarer Geschwindigkeit gegen den Anschlag 5 schlägt, wodurch die zu prüfende Werkstoffpaarung 1 auseinandergerissen werden kann.
Mit Hilfe eines über eine Rolle 10 laufenden Seilzuges 11 kann mit Hilfe eines Gewichtes 12 eine definierte AnpreB-kraft auf die Werkstoffpaarung 1 ausgeübt werden. Das andere Ende des Seilzuges 11 ist bei 13 mit der Strebe 3 verbunden. Damit kann das Haftverhalten der Werkstoffpaarung in Abhängigkeit der Anpreßkraft von der Anpreßzeit ermittelt werden.
Zur Einstellung der gewünschten Trenngeschwindigkeit ist am Gewicht 6 ebenfalls ein Seilzug 14 befestigt, der über eine Rolle 15 läuft und am anderen Ende mit einem Verzögerungsgewicht 16 belastbar ist.
Die Trenngeschwindigkeit kann also variiert werden durch Zusammenwirken von auswechselbaren, verschieden schweren Verzögerungsgewichten 16 sowie einen in Laufrichtung verschiebbaren Auslösepunkt, welcher durch die Sperre 8 angedeutet ist. Durch einen Pfeil 17 ist angedeutet, daß die Sperre 8 in Richtung der schiefen Ebene verstellbar ist. Anstelle einer verschiebbaren Sperre 8 kann auch der Anschlag 5 an der Strebe 3 verstellbar angeordnet sein.
Die Kraftmeßdose 2 ist in einem auf der schiefen Ebene 4 befestigten Bock 18 angeordnet und steht über eine Leitung 19 mit einer Registriervorrichtung 20 in Verbindung. Diese Registriervorrichtung kann ein Speicheroszillograph, ein Transienten-Rekorder oder dgl. sein..
Mit Hilfe dieser Registriervorrichtung kann ein in der Figur 2 dargestelltes Diagramm aufgenommen werden, woraus die Größe der Anpreßkraft (Druck) und die Haftkraft (Zug) wie auch der zeitliche Verlauf des Trennvorganges bestimmt werden können. In Figur 2 ist in Abhängigkeit von der Zeit t die Kraft K aufgetragen. Aus dem Diagramm gemäß Figur 2 ist zu erkennen, daß mit Hilfe des Gewichtes 12 eine Anpreßkraft P eingestellt war. Die positive Amplitude ist mit H bezeichnet und stellt die Haftkraft dar.
Zur Einstellung einer bestimmten Trenngeschwindigkeit könnte auch der Winkel 3 der schiefen Ebene 4 verstellbar gemacht werden. Vorzugsweise wirkt der Anschlag 5 an der Strebe 3 mit einer gewünschten einstellbaren Dämpfung zusammen.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Gerätes können die verschiedensten Einflüsse auf das Verhalten von Werkstoffpaarungen untersucht werden, wie beispielsweise Oberflächenbeschaffenheit, Schmier- oder Trennmittel, Ausschiedung von Weichmachern. Ferner kann die Festigkeit von Klebungen, die Haftung von lackierten oder galvanisierten Schichten, wie auch von Magnetsystemen, untersucht werden. Durch geeignete Zusatzeinrichtungen können auch Scherkräfte ermittelt werden.
11 Patentansprüche 2 Figuren Leerseite

Claims

PatentansDrüche Gerät'zur Gerät zur Untersuchung des Haftverhaltens von Werkstoffpaarungen, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß der eine Teil (la) der Werkstoffpaarung (1) unter Einfügung einer Kraftmeßvorrichtung (2) festgehalten ist, während der andere Teil (1b) der Werkstoffpaarung (1) mit einer Einrichtung zur Ausübung einer definierten Stoßbelastung in Trennrichtung versehen ist und daß mit der Kraftmeßvorrichtung (2) eine Registriervorrichtung (20) verbunden ist, mit welcher die Haftkraft und der zeitliche Verlauf des Trennvorganges aufnehmbar sind.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die definierte Stoßbelastung durch ein durch Schwerkrafteinwirkung bewegtes Gewicht (6) ausübbar i,t.
3. Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der andere Teil (1b) der Werkstoffpaarung (1) mit einer Strebe (3) oder dgl. verbunden ist, die unter einem solchen Winkel (X6) angeordnet ist, daß ein zu ihr parallel beweglich angeordnetes Gewicht (6) nach Freigabe aus einer definierten Ausgangsstellung (8, 9) unter Schwerkrafteinwirkung mit einer vorbestimmbaren Geschwindigkeit und Wucht gegen einen an der Strebe (3) angebrachten Anschlag (5) zu stoßen vermag.
4. Gerät nach Anspruch 3, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Abstand der Ausgangsstellung (8, 9) des beweglichen Gewichtes (6) von dem Anschlag (5) an der Strebe (3) einstellbar ist.
5. Gerät nach Anspruch 4, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Anschlag (5) an der Strebe (3) verstellbar angeordnet ist.
6. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch g e k e n n z e i c h ne t , daß die Strebe (3) mit einer einstellbaren Kraft (P) gegen die Trennstelle der Werkstoffpaarung (1) drückbar ist.
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß die einstellbare Kraft (P) an der Strebe (3) mit Hilfe eines gewichtsbelasteten Seilzuges (11) ausUbbar ist.
8. Gerät nach Anspruch 7, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß das bewegliche Gewicht (6) mit Hilfe eines über eine Rolle (15) geftihrten Seilzuges (14) mit einem vorgebbaren Gegengewicht (16) in Verbindung steht.
9. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß das bewegliche Gewicht (6) mit Hilfe von Rollen (7) auf einer schiefen Ebene (4), die parallel zur Strebe (3) angeordnet ist, fahrbar ist.
10. Gerät nach Anspruch 9, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Winkel (L) der schiefen Ebene (4) anstellbar ist.

II. Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Anschlag (5) an der Strebe (3) mit einer gewünschten einstellbaren Dämpfung zusammenwirkt.