DE4331734A1 - Zugversuchs-Vorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine druckfluidbetriebene Zugversuchs-Vorrichtung ge­ mäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Die Vorrichtung ist vorgesehen zur Durchführung von Versuchen, wie etwa der Messung der Adhäsionseigenschaften eines Überzuges auf einer Unterla­ ge oder Prüfung von Materialien mit geringer Elastizität im Zugversuch.

Während eines Zugversuchs ist es von wesentlicher Bedeutung, daß die Zug­ kräfte gleichmäßig über den Querschnitt des Prüflings verteilt werden. Eine geringe Unregelmäßigkeit kann dazu führen, daß nur ein Teil des Quer­ schnitts des Prüflings den gemessenen Kräften ausgesetzt ist. Dies kann zur Folge haben, daß zu niedrige gemessene Werte der Zugfestigkeit der Probe festgestellt werden und die Messungen kaum reproduzierbar sind. Elastische Prüflinge können eine ungleichmäßige Spannung in gewissem Maße ausglei­ chen. Im Falle von dünnen Prüflingen jedoch, wie etwa bei der Messung der Adhäsion eines Überzuges an einer Unterlage und der Zugprüfung von unela­ stischen Materialien, können die Materialien ungleichmäßige Lasten nicht ausgleichen.

Die Zugprüfung von Materialien, die eine geringe Elastizität aufweisen, wird daher mit einer außerordentlich teuren, spezialisierten Einrichtung durchge­ führt, die durch höchstqualifiziertes Personal bedient werden muß, das spe­ ziell eingearbeitet worden ist.

Die Adhäsion eines Überzuges, beispielsweise einer Lackierung, an einer zu­ grundeliegenden Fläche ist bei vielen Anwendungsfällen von zentraler Bedeu­ tung. Eine unzureichende Adhäsion an der Unterlage kann dazu führen, daß der Überzug sich löst und abschälen läßt und damit der Schutz verlorengeht, den der Überzug für die zugrundeliegende Fläche bewirken sollte. Es gibt da­ her vielfach Mindestanforderungen für eine derartige Adhäsion, die jedoch mit Hilfe reproduzierbarer und zuverlässiger Messungen nachprüfbar sein müssen. Bei Überzügen und auch bei Materialien geringer Elastizität treten vielfach die gleichen Probleme auf. Eine ungleichmäßige Belastung kann nicht durch die Elastizität des Überzuges ausgeglichen werden, da der Über­ zug relativ dünn ist.

Es ist eine Anzahl von Vorrichtungen zur Messung der Adhäsion eines Über­ zuges an einer Unterlage bekannt. Diese Vorrichtungen basieren auf einem Prüfkolben, der mit Hilfe eines Klebstoffes an der Unterseite befestigt ist und senkrecht von der Unterlage nach oben gezogen wird. Die Kraft, die benötigt wird zur Trennung des Überzuges von der Unterlage, liefert ein Maß für die Adhäsion des Überzuges an der Unterlage. Zur Erzielung zuverlässiger und reproduzierbarer Meßergebnisse ist es wichtig, daß die Zugkraft senkrecht zur Oberfläche ausgeübt wird und über die Prüffläche gleichmäßig verteilt ist. Wenn die Zugkraft nicht senkrecht zur Unterlage gerichtet ist, kann dies zum Abziehen des Überzuges von einer Seite her führen. Dadurch ergeben sich ungenaue und nicht reproduzierbare Meßergebnisse für die Adhäsion.

Die GB-PS 1 179 149 beschreibt eine Vorrichtung, die mit einem Torsions­ arm ausgerüstet ist und daher mit einer Torsionskraft belastet ist, die schwer zu vermeiden ist. Diese Vorrichtung ist weiterhin mit Beinen versehen, die mit Hilfe von Muttern eingestellt werden können, damit eine senkrechte Zugkraft aufgebracht werden kann. Es kann jedoch schwierig oder sogar un­ möglich sein, die Beine genau so einzustellen, wie es zur Erzielung einer gleichmäßigen Verteilung der Kräfte auf die Prüffläche erforderlich ist, näm­ lich mit einer Abweichung weniger als einigen µm.

Die SE-PS 379 243 offenbart eine Vorrichtung, die drehbar auf zwei Beinen angebracht ist. Diese Vorrichtung liefert ein relativ zuverlässiges Meßergeb­ nis, ist jedoch groß, schwer und abhängig von der Verwendung eines Gaszy­ linders. Dies macht die Vorrichtung für die Verwendung in der Praxis relativ ungeeignet.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Zugversuchs-Vorrichtung zur Durch­ führung von Prüfungen, wie etwa der Messung der Adhäsion eines Überzuges einer Unterlage oder der Zugprüfung von Materialien, die im wesentlichen unelastisch sind, zu schaffen, die zuverlässige und reproduzierbare Ergebnis­ se liefert.

Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Prüfvorrichtung zu schaffen, die leicht zu verwenden ist, einfach aufgebaut ist und nur in geringem Maße Be­ dienungsfehlern ausgesetzt ist, und die sowohl an Ort und Stelle als auch im Labor eingesetzt werden kann.

Die erfindungsgemäße Lösung ergibt sich im einzelnen aus dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Bei der erfindungsgemäßen, druckfluidbetriebenen, dynamischen Zugver­ suchs-Vorrichtung wird ein Prüfling, der an einer zugrundeliegenden Ober­ fläche angebracht ist, an der Vorrichtung befestigt und dadurch Zugkräften ausgesetzt, daß die Vorrichtung von der Oberfläche abgehoben wird. Die Vor­ richtung ist dadurch gekennzeichnet, daß sie sich an der zugrundeliegenden Oberfläche auf drei oder mehr Beinen abstützt, die durch zusammenwirkende Kolben verbunden sind.

Zur Sicherstellung, daß die Kolben den selben Druck aufweisen und daß da­ her die Zugkräfte gleichförmig auf die Testoberfläche verteilt werden, wird das Druckfluid gemäß der Erfindung an alle Kolben durch miteinander ver­ bundene Leitungen abgegeben.

Die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung ist leicht zu bedienen, da ein Prüfkol­ ben oder ein Prüfling an der Prüfvorrichtung mit Hilfe einer Schnellkupplung befestigt werden kann.

Das erfindungsgemäß verwendete Druckfluid kann ein hydraulisches oder auch ein pneumatisches Medium sein.

Die Erfindung soll nunmehr genauer anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung erläutert werden.

Die einzige Figur ist ein Querschnitt durch eine Vorrichtung zur Adhäsions­ prüfung, die vorgesehen ist zur Prüfung der Adhäsion eines Überzuges 1 auf einer Unterlage. Der Überzug kann beliebiger Art sein, beispielsweise ein An­ strich. Ein Prüfkolben 2 wird auf den Überzug 1 mit Hilfe eines Klebstoffs ge­ klebt, der auf diesem Gebiet üblicherweise verwendet wird. Der Prüfkolben 2 ist an der Prüfvorrichtung mit Hilfe einer Schnellkupplung befestigt, die aus Kugeln 3, einem äußeren Ring 4, einem inneren Ring 5 und einer Feder 14 besteht und an der Prüfvorrichtung mit Hilfe einer Schraube 7 befestigt ist.

Drei oder mehr zusammenwirkende, durch ein Druckfluid, insbesondere ein Hydraulikfluid betriebene Kolben 6 liegen in einem Zylindergehäuse 8 und werden beispielsweise mit Hilfe eines Hydraulikfluids 13 unter Druck ge­ setzt, das über ein verbundenen Leitungssystem zugeführt wird, so daß alle Kolben dem selben Druck ausgesetzt sind. Unregelmäßigkeiten der zugrun­ deliegenden Fläche, und zwar entweder des Überzuges oder des Untergrun­ des, und gekrümmte Flächen werden daher derart ausgeglichen, daß der Prüfkolben von dem Überzug mit einer Kraft hochgezogen wird, die gleich­ mäßig über die gesamte Prüffläche verteilt ist.

Das Hydraulikfluid 13 wird in die Prüfvorrichtung mit Hilfe einer Pumpe oder eines anderen Druckerzeugers über eine Schnellkupplung 12 eingeleitet. Der Druck des Hydraulikfluids ist somit proportional zu der Kraft, mit der der Prüfkolben 2 von der Unterlage abgehoben wird.

Dichtungen 9, 10 bewirken eine Abdichtung zwischen dem Zylindergehäuse 8 und dem Kolben 6 und zwischen dem Zylindergehäuse 8 und einem Oberteil 11.

Die gleiche Vorrichtung kann ebenfalls verwendet werden für Zugprüfungen von Materialien, die eine geringe Elastizität aufweisen, wie etwa gehärteter Stahl, Keramikmaterialien und Knochen. Der Prüfkolben 2 kann durch den Prüfling ersetzt werden, der zu untersuchen ist, oder kann durch eine Halte­ rung für den Prüfling ersetzt werden. Am anderen Ende ist der Prüfling an der zugrundeliegenden Fläche befestigt. Die zusammenwirkenden Kolben 6 stellen eine gleichmäßige Verteilung der Kräfte über den Querschnitt des Prüflings sicher, so daß reproduzierbare und zuverlässige Meßergebnisse ent­ stehen, wie es auch bei der Adhäsionsmessung der Fall ist.

Wie bereits erwähnt, kann das Hydraulikfluid durch ein Gas ersetzt werden, und anstelle der hydraulischen Kolben können pneumatische Kolben verwen­ det werden. Die Prüfvorrichtung kann eine unterschiedliche Anzahl von Bei­ nen aufweisen, wenn dies aus verschiedenden Gründen erforderlich ist.

Claims (6)

1. Druckfluidbetriebene dynamische Zugversuchs-Vorrichtung bei der ein Prüfling, der an einer zugrundeliegenden Fläche angebracht ist, an der Vor­ richtung befestigt und Zugkräften ausgesetzt wird, indem die Vorrichtung von der zugrundeliegenden Fläche angehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung an der zugrundeliegenden Fläche auf drei oder mehr Beinen abgestützt ist, die mit zusammenwirkenden Kolben (6) verbunden sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein verbun­ denes Leitungssystem zur Zufuhr von Druckfluid zu allen Kolben (6) vorgese­ hen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckfluid ein Hydraulikfluid ist und die Kolben (6) Hydraulikkolben sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß das Druckfluid ein Gas ist und die Kolben (6) pneumatische Kolben sind.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Prüfling an der Vorrichtung mit Hilfe eines Prüfkol­ bens (2) befestigbar ist, der an einem Ende an der Vorrichtung und am ande­ ren Ende am Prüfling befestigt ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zur Befestigung des Prüflings oder des Prüfkolbens (2) ei­ ne Schnellkupplung (3-5) vorgesehen ist.