DE4225025C1 - Probekörper aus Kunststoff zur Prüfung dieses Kunststoffes auf Beständigkeit gegenüber bestimmten Medien wie Chemikalien unter mechanischer Beanspruchung - Google Patents

Description

Die Erfindung richtet sich auf einen Probekörper aus Kunststoff zur Prüfung dieses Kunststoffes auf Bestän­ digkeit gegenüber bestimmten Medien wie z. B. Chemika­ lien unter mechanischer Beanspruchung, mit denen er in Berührung gebracht wird, durch Reißdehnungsvergleichs­ prüfung und/oder Schlagzähigkeitsvergleichsprüfung, be­ stehend aus einem Prüfstab mit einem zwischen zwei Einspannenden liegenden Meßbereich.

Gegenstände aus Kunststoff kommen mit den verschie­ densten Medien, im folgenden kurz Chemikalien genannt, in Berührung, wie beispielsweise Schmieröle, Fette, aggressive Lebensmittel wie Essig oder Senf. Solche Chemikalien können gasförmig, flüssig oder fest sein. Es ist wichtig zu wissen, ob der ausgewählte Kunststoff auch Beständigkeit gegen die entsprechende Chemikalie, mit der er in Berührung gebracht werden soll, aufweist.

Deshalb hat man Probekörper in Form von Zug- oder Schlag­ stäben aus dem betreffenden Kunststoff hergestellt und einer Reißdehnungsprüfung und/oder einer Schlagzähig­ keitsprüfung unterworfen, indem man den Probeköper über Kreisbogenschablonen unterschiedlicher Krümmung gespannt hat und somit eine definierte Randfaserspannung/-Dehnung aufgebracht hat, mit der Chemikalie in Berührung ge­ bracht und über eine vorgegebene Zeit bei einer festge­ legten Prüftemperatur gelagert hat. Danach wurden diese Stäbe gemäß DIN 53 449, Teil III, Ausgabe Mai/84, ge­ prüft. Anhand von Vergleichsversuchen mit Probekörpern, welche nicht mit der Chemikalie in Berührung gebracht wurden, läßt sich die Beständigkeit des Kunststoffes gegen die entsprechende Chemikalie beurteilen. Diese Art der Prüfung ist besonders für amorphe Kunststoffe von Bedeutung.

Der Probekörper wird in Form von Flachstäben durch Spritzgießen oder Ausschneiden aus Platten hergestellt. Für die Versuche bedarf es einer erheblichen Lagerhal­ tung an Kreisbogenschablonen. Nicht nur diese Lager­ haltung ist aufwendig, sondern auch der Platzbedarf bei der Lagerung unter Temperaturen während der Versuche. Das Aufspannen der Proben auf die Kreisbogenschablonen ist sehr arbeitsintensiv. Auch aus diesem Grunde haben die Kunststoffverarbeiter die Versuche nicht selbst durchgeführt, sondern den Kunststofflieferanten damit beauftragt, wodurch natürlich die Bereitstellung der Versuchsergebnisse eine zusätzliche Verzögerung erfährt.

Es sind zwar Vorrichtungen zur Prüfung der Korrosions­ empfindlichkeit von Stahlstäben (DE-GM 19 96 730) sowie der dynamischen Festigkeitseigenschaften (DE 25 34 440 A1) bekannt; sie sind aber sehr aufwendig und um­ ständlich zu handhaben und für die Prüfung von Kunst­ stoff auf Beständigkeit gegen Chemikalien nicht geeig­ net.

Aus US 4 866 999 ist zwar eine Methode bekannt, Prüf­ körper aus Metall ohne besondere Vorrichtung auf Span­ nungsreißkorrosion zu prüfen, wobei der Prüfkörper aus zwei gleichartigen, an ihren Enden mit seitlichen Aus­ nehmungen versehenen Streifen besteht, wobei die Ausneh­ mungen der beiden Streifen aufgrund ihrer Abmessungen so ineinandergreifen, daß die beiden Streifen unter ent­ gegengerichteter Biegespannung stehen. Für jede ge­ wünschte Beanspruchung müssen Streifen entsprechender Länge hergestellt werden, so daß die Lagerhaltung erheb­ lich ist.

Es besteht die Aufgabe, einen Probekörper aus Kunststoff für den eingangs genannten Zweck zu schaffen, welcher einfach handhabbar ist, zur Prüfung keiner Schablonen bedarf und mit welchem der Kunststoffverarbeiter ent­ sprechende Versuche ohne Schwierigkeiten selbst durch­ führen kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Prüfstab eine Abzweigung für einen angeformten steifen Arm und eine Abzweigung für einen angeformten Haken aufweist, wobei der Arm mit mehreren, bestimmten Randfaser-Dehnungen des Meßbereiches entsprechenden Rasten und der Haken mit einer mit diesen Rasten zusammenwirkenden Nase versehen sind, wobei zwischen den Abzweigungen der Meßbereich und jenseits dieser Abzweigungen die Einspannenden liegen.

Gegenüber einem einfachen flachen Stab ist der neuartige Probekörper zwar komplizierter aufgebaut und es bedarf eines Spritzgießformwerkzeuges mit aufwendiger Formhohl­ raumgeometrie und auch der Materialbedarf ist größer. Mit diesem trotzdem preiswerten Prüfkörper ist diese Be­ urteilung ohne Schablonen einfach, schnell und von je­ dermann durchführbar. Der Zugstab, bzw. dessen Meßbe­ reich ist gemäß gewissen Regeln flach ausgebildet, kann aber auch andere Querschnitte aufweisen. Die Handhabung des neuen Probekörpers ist denkbar einfach. Man rastet die Nase in jene Raste ein, welche dem gewünschten Rand­ faser-Dehnungsgrad in Prozent zugeordnet ist. Der Meßbe­ reich wird mit der betreffenden Chemikalie beaufschlagt, indem man flüssige oder pastenförmige Chemikalien bei­ spielsweise mit dem Pinsel darauf aufträgt. Bei der Prü­ fung mit gasförmigen Chemikalien füllt man die Tempe­ rierkammer mit dem entsprechenden Gas. Der Prüfvorgang selbst, einschließlich der Lagerbedingungen unter einer gewissen Zeit und Temperatur läuft in an sich bekannter Weise ab. Der angeformte Arm und Haken beeinflussen auch das Prüfungsergebnis nicht, denn der Meßbereich ist der­ art zwischen den Abzweigungen von Arm und Haken angeord­ net, daß sich etwa beim Spritzgießen ausbildende Fließ­ ströme auf den Meßbereich nicht auswirken.

Vorzugsweise ist der Meßbereich als Einschnürung mit vorgegebenen Abmessungen ausgebildet.

Durch eine solche Standardisierung werden bessere Ver­ gleichsmöglichkeiten geschaffen.

Zur Beaufschlagung des Meßbereiches mit festen Chemika­ lien oder in Form von auf Trägern aufgetragenen Chemika­ lien weist der Zugstab des Probekörpers vorzugsweise ge­ genüber diesen Abzweigungen weitere Abzweigungen eines angeformten elastischen Armes mit einer Nase und eines weiteren angeformten Hakens mit einer mit der Nase zu­ sammenwirkenden Raste auf, wobei die dem Meßbereich des Prüfstabes zugewandte Seite des elastischen Armes mit einer mit dem Prüfstab zusammenwirkenden Anpreßfläche für ein Medium versehen ist.

In diesem Falle wird die Chemikalie in Form einer Platte oder einer Folie bzw. einer Trägerfolie mit Auftrag der Chemikalie zwischen der Anpreßfläche und dem Meßbereich angeklemmt und mittels der durch die Elastizität des Ar­ mes bewirkten Spannung in Position gehalten. Diese Spannkraft ist aber so gering, daß dadurch praktisch keine Veränderung der Dehnung im Meßbereich bewirkt wird.

In der Zeichnung ist der neue Probekörper in einem Aus­ führungsbeispiel rein schematisch dargestellt und nach­ stehend näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht,

Fig. 2 einen Schnitt gemäß Linie A-B in Fig. 1 und

Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie C-D in Fig. 1.

Der Probekörper besteht aus einem einstückigen Spritz­ gießteil, und zwar aus einem Prüfstab 1 mit einem als Einschnürung ausgebildeten Meßbereich 2 und Einspann­ enden 3, 4. Zwischen dem Meßbereich 2 und dem Einspann­ ende 3 ist eine Abzweigung 5 eines steifen Arms 6 mit I- oder U-Querschnitt vorhanden. Dieser Arm 6 führt unter einem Winkel von 30° ab, reicht über den Meßbe­ reich 2 hinaus und endet in einer Hakennase 7 mit Rasten 8, denen vorausberechnete Dehnungsangaben 9 in Prozent zugeordnet sind. Zwischen dem Meßbereich 2 und dem Ein­ spannende 4 befindet sich eine Abzweigung 10 eines Ha­ kens 11, welcher eine mit den Rasten 9 zusammenwirkende Nase 12 aufweist. Durch Einrasten der Nase 12 je nach gewünschtem Dehnungsgrad des Meßbereiches 2 lädt sich der Zugstab 1 bzw. der Meßbereich 2 entsprechend verfor­ men. Gegenüber der Abzweigung 5 befindet sich eine wei­ tere Abzweigung 13 eines elastischen Armes 14 mit Nase 15 und gegenüber der Abzweigung 10 führt an einer Ab­ zweigung 16 ein weiterer Haken 17 mit Raste 18 ab, wobei die Raste 18 mit der Nase 15 zusammenwirkt. Gegenüber dem Meßbereich 2 weist der Arm 14 eine Anpreßfläche 19 auf, so daß zwischen dieser Anpreßfläche 19 und dem Meßbe­ reich eine Platte 20 oder Folie einklemmbar ist, indem man die Nase 15 in die Raste 18 einrastet.

Es versteht sich, daß der Probekörper auch ohne den Arm 14 und den Haken 17 ausgeführt sein kann. Er ist dann allerdings nicht in der vorbeschriebenen Art eine so einfache, definierte Lage des Testmediums möglich.

Claims (3)

1. Probekörper aus Kunststoff zur Prüfung dieses Kunststoffes auf Beständigkeit gegenüber bestimmten Medien, mit denen er in Berührung gebracht wird, durch Reißdehnungsvergleichsprüfung und/oder Schlagzähigkeitsvergleichsprüfung, bestehend aus einem Prüfstab (1) mit einem zwischen zwei Ein­ spannenden (3, 4) liegenden Meßbereich (2), dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfstab (1) eine Abzwei­ gung (5) für einen angeformten steifen Arm (6) und eine Abzweigung (10) für einen angeformten Haken (11) aufweist, wobei der Arm (6) mit mehreren, bestimm­ ten Randfaser-Dehnungen des Meßbereiches (2) ent­ sprechenden Rasten (8) und der Haken (11) mit einer mit diesen Rasten (8) zusammenwirkenden Nase (12) versehen sind, wobei zwischen den Abzweigungen (5, 10) der Meßbereich (2) und jenseits dieser Abzweigungen (5, 10) die Einspannenden (3, 4) liegen.

2. Probekörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß der Meßbereich (2) als Einschnürung mit vorgegebenen Abmessungen ausgebildet ist.

3. Probekörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Prüfstab (1) gegenüber diesen Abzweigungen (5, 10) weitere Abzweigungen (13, 16) eines angeformten elastischen Armes (14) mit einer Nase (15) und eines weiteren angeformten Hakens (17) mit einer mit der Nase (15) zusammenwirkenden Raste (18) aufweist, wobei die dem Meßbereich (2) des Prüfstabes (1) zugewandte Seite des elastischen Armes (14) mit einer mit dem Prüfstab (1) zusammenwirkenden Anpreßfläche (19) für ein Medium (20) versehen ist.