DE9013935U1 - Test device for glued films - Google Patents
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Description
Keramchemie GmbH, Berggarten 1, 54 3 3 SiershahnKeramchemie GmbH, Berggarten 1, 54 3 3 Siershahn
Prüfvorrichtung für aufgeklebte FolienTesting device for glued films
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Prüfung der Haftfähigkeit einer insbesondere auf einem plattenartigen Probekörper aus Stahl aufgeklebten Folie aus Kunststoff und/ oder Gummi.The invention relates to a device for testing the adhesiveness of a film made of plastic and/or rubber, in particular glued to a plate-like test specimen made of steel.
In der chemischen Industrie werden metallische, insbesondere aus Stahl bestehende Bauteile, wie Behälter, Apparate und Rohre, eingesetzt, die zum Schutz vor dem Angriff aggressiver Medien mit einer Beschichtung versehen sind. Eine derartige Beschichtung besteht aus einer Folie aus Kunststoff und/oder Gummi, die entweder direkt unter Benetzung der Oberfläche mittels eines Lösungsmittels oder indirekt über eine Bindemittelschicht, beispielsweise einen geeigneten Klebstoff, auf der Oberfläche des Bauteiles aufgebracht wird. Bei der Verwendung von Gummifolien kann sich noch ein besonderer Vulkanisationsvorgang anschließen. In the chemical industry, metallic components, especially those made of steel, such as containers, apparatus and pipes, are used that are coated to protect them from attack by aggressive media. Such a coating consists of a film made of plastic and/or rubber, which is applied to the surface of the component either directly by wetting the surface using a solvent or indirectly via a binding agent layer, for example a suitable adhesive. When using rubber films, a special vulcanization process can follow.
Für die Qualität und die Haltbarkeit einer derartigen Beschichtung ist es von großer Bedeutung, daß die Folie mög liehst gleichmäßig und mit einer vorbestimmten Mindestkraft gegen die zu beschichtende Fläche des Bauteiles angedrückt wird. Dies ist insbesondere dann wichtig, wenn keine Vulkanisation in einem Autoklav erfolgen kann und eine selbstvulkanisierende bzw. vorvulkanisierte Gummifolie zum Einsatz kommt. Insbesondere stationäre Großbehälter werden mit derartigen Gummifolien ausgekleidet.For the quality and durability of such a coating, it is very important that the film is pressed as evenly as possible and with a predetermined minimum force against the surface of the component to be coated. This is particularly important if vulcanization cannot take place in an autoclave and a self-vulcanizing or pre-vulcanized rubber film is used. Large stationary containers in particular are lined with such rubber films.
Das Anpressen der Guitimifolien erfolgt von Hand, wobei die Gummifolie immer abschnittsweise auf die zu beschichtende Oberfläche aufgebracht wird. Mittels einer besonderen Anpreßvorrichtung wird anschließend die aufgebrachte Gummifolie gegen die zu beschichtende Oberfläche gedrückt.The guitimi foils are pressed on by hand, whereby the rubber foil is always applied to the surface to be coated in sections. Using a special pressing device, the applied rubber foil is then pressed against the surface to be coated.
Zur Beurteilung der Qualität einer mit einer Gummifolie beschichteten Fläche wird die sogenannte Schälfestigkeit herangezogen, die sowohl an baubegleitenden Platten als auch direkt an einer Behälterwand geprüft wird. Dabei wird zunächst die verarbeitete Folie, gegebenenfalls nach einem Einschneiden an einem Ende so weit abgelöst, daß an demselben das eine Ende einer Federwaage angeschlossen werden kann. Nun wird von Hand am anderen Ende der Federwaage gezogen und damit die aufgebrachte Gummifolie abgeschält. Die dabei an der Federwaage abgelesene Abzugskraft dient der Beurteilung der Haftung der aufgebrachten Folie.To assess the quality of a surface coated with a rubber film, the so-called peel strength is used, which is tested both on panels during construction and directly on a container wall. First, the processed film is peeled off, if necessary after cutting into one end, to such an extent that one end of a spring scale can be connected to it. The other end of the spring scale is then pulled by hand, thereby peeling off the applied rubber film. The peeling force read on the spring scale is used to assess the adhesion of the applied film.
Ein solches Prüfverfahren ist sowohl im Labor als auch auf ainer Baustelle leicht durchzuführen und erfordert nur einen geringen Aufwand für die Erstellung der Proben und die Meßtechnik. Der Nachteil eines solchen Verfahrens besteht darin, daß die von Hand aufgebrachte Abzugskraft sehr ungleichmäßig ist und ein angestrebter Abzugswinkel von 90° äußerst selten eingehalten wird. Da die Abzugsgeschwindigkeit nicht konstant ist, entsteht häufig ein wechselndes Bruchbild, d.h. , der Kohäsions-bruch in der Gummifolie wechselt mit einem Bruch in der Klebstoff schicht oder mit einem Adhäsionsbruch zur Gummifolie ab. Dies erschwert die Interpretation des Bruchbildes.Such a test procedure is easy to carry out both in the laboratory and on a construction site and requires only a small amount of effort for the preparation of the samples and the measuring technology. The disadvantage of such a procedure is that the manually applied peel force is very uneven and a desired peel angle of 90° is very rarely maintained. Since the peel speed is not constant, a changing fracture pattern often occurs, i.e. the cohesive fracture in the rubber film alternates with a fracture in the adhesive layer or with an adhesion fracture to the rubber film. This makes the interpretation of the fracture pattern difficult.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Prüfung der Haftfestigkeit einer insbesondere, auf ei-The invention is therefore based on the object of providing a device for testing the adhesive strength of a particularly
nem plattenartigen Probekörper aus Stahl aufgeklebten Folie aus Kunststoff und/oder Gummi zu schaffen, die eine gleichmäßige Kraftaufbringung ermöglicht und stets einen Abzugswinkel von 90° sicherstellt. Dabei soll die Abzugsgeschwindigkeit möglichst konstant sein und ein gleichbleibender Abstand zwischen Scherfront und der Einleitungsstelle der Zugkraft eingehalten werden. Zusätzlich soll diese Vorrichtung möglichst genaue Werte liefern, die immer reproduzierbar sind.A sheet of plastic and/or rubber glued to a plate-like steel test specimen should be created that allows for even application of force and always ensures a pull-off angle of 90°. The pull-off speed should be as constant as possible and a constant distance should be maintained between the shear front and the point where the tensile force is introduced. In addition, this device should provide the most accurate values possible that are always reproducible.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung eine Vorrichtung vorgeschlagen, die aus einem aus mindestens zwei mit Abstand voneinander angeordneten Lagerplatten bestehenden Gehäuse zur drehbaren Aufnahme von drei mit Abstand parallel zueinander gelagerten Rollen gebildet ist, von denen ein aus mindestens zwei mit Abstand voneinander angeordneten Lagerplatten bestehendes Gehäuse zur drehbaren Aufnahme von drei mit Abstand parallel zueinander gelagerten Rollen, von denen die erste Rolle eine die noch feste Folie abstützende und um einen Winkel von 90° umlenkende, mit einem meßbaren Antrieb versehene Abzugsrolle bildet, der die zweite, benachbarte Rolle als anstellbare Anpreßrolle zugeordnet ist, und von denen die der Abzugsrolle abgewandte Rolle als Stützrolle in einem bereits von der Folie befreiten Bereich der Stahlplatte anliegt.To solve this problem, according to the invention, a device is proposed which is formed from a housing consisting of at least two bearing plates arranged at a distance from one another for the rotatable accommodation of three rollers mounted parallel to one another at a distance, of which one housing consisting of at least two bearing plates arranged at a distance from one another for the rotatable accommodation of three rollers mounted parallel to one another at a distance, of which the first roller forms a take-off roller which supports the still solid film and deflects it by an angle of 90° and is provided with a measurable drive, to which the second, adjacent roller is assigned as an adjustable pressure roller, and of which the roller facing away from the take-off roller rests as a support roller in an area of the steel plate which has already been freed of the film.
Durch eine solche Vorrichtung ist sichergestellt, daß die Folie immer mit gleicher Kraft und gleicher Geschwindigkeit von der beschichteten Oberfläche abgezogen wird, wobei die Einhaltung eines Winkels von 90° sichergestellt ist. Der Abstand zwischen der Scherfront und der Einleitungsstelle der Zugkraft ist konstant, so daß sich die bisher übliche Längen- und Breitenänderung der Folie mit zunehmender Abzugslänge hier nicht mehr auswirkt. Durch den meßbaren Antrieb entfallen die bisherigen Ungenauigkeiten beim Ablesen der Zugkraft.Such a device ensures that the film is always pulled off the coated surface with the same force and speed, while maintaining an angle of 90°. The distance between the shear front and the point where the tensile force is introduced is constant, so that the previously usual change in the length and width of the film with increasing pulling length no longer has an effect here. The measurable drive eliminates the previous inaccuracies when reading the tensile force.
Weitere Merkmale einer Vorrichtung gemäß der Erfindung sind in den Ansprüchen 2-10 offenbart.Further features of a device according to the invention are disclosed in claims 2-10.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in einer Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to an embodiment shown in a drawing.
In dieser Zeichnung ist in schematischer Weise eine Vorrichtung 1 gezeigt, die zur Prüfung der Haftfähigkeit einer auf einem plattenartigen Probekörper 2 aus Stahl aufgeklebten Folie 3 aus Gummi dient. Die Folie 3 besitzt normalerweise eine Wandstärke von 2 - 5 mm, während die Wandstärke des plattenartigen Probekörpers 2 bzw. eines beschichteten Bauteiles 4 10 mm betragen kann.This drawing shows a device 1 in a schematic manner which is used to test the adhesive strength of a rubber film 3 glued to a plate-like test specimen 2 made of steel. The film 3 normally has a wall thickness of 2 - 5 mm, while the wall thickness of the plate-like test specimen 2 or of a coated component 4 can be 10 mm.
Die Vorrichtung 1 besteht dabei aus einem Gehäuse, welches in diesem Ausführungsbeispiel nur aus zwei mit Abstand voneinander angeordneten Lagerplatten 4 gebildet ist. Dabei könnan die Lagerplatten 4 auch Bestandteil eines weitgehend geschlossenen Gehäuses sein. Von den beiden mit Abstand voneinander angeordneten Lagerplatten 4 ist zur besseren Darstellung nur die hintere Lagerplatte 4 gezeigt, so daß das Gehäuse also offen und damit frei einsehbar ist. Zwischen den beiden Lagerplatten 4 sind, mit parallelem Abstand zueinander, eine Abzugsrolle 5, eine Anpreßrolle 6 und eine Stützrolle 7 drehbar gelagert, die im dargestellten Ausführungsbeispiel alle den gleichen Durchmesser aufweisen. Dieser Durchmesser, insbesondere der Abzugsrolle 5, sollte mindestens 20 mm betragen und nicht größer als 50 mm sein.The device 1 consists of a housing, which in this embodiment is only made up of two bearing plates 4 arranged at a distance from one another. The bearing plates 4 can also be part of a largely closed housing. Of the two bearing plates 4 arranged at a distance from one another, only the rear bearing plate 4 is shown for better illustration, so that the housing is open and thus freely visible. Between the two bearing plates 4, at a parallel distance from one another, a take-off roller 5, a pressure roller 6 and a support roller 7 are rotatably mounted, all of which have the same diameter in the embodiment shown. This diameter, in particular of the take-off roller 5, should be at least 20 mm and not greater than 50 mm.
Der Abzugsrolle 5 ist ein meßbarer Antrieb zugeordnet, der im dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Zugseil 8 besteht, welches auf einein Zapfen 9 der Abzugsrolle 5, der stirnseitig aus der nicht gezeichneten Lagerplatte 4 herausragt, einlagig,The take-off roller 5 is assigned a measurable drive, which in the illustrated embodiment consists of a traction cable 8, which is mounted in a single layer on a pin 9 of the take-off roller 5, which protrudes from the front of the bearing plate 4 (not shown).
jedoch in mehreren Windungen, befestigt ist. Dies stelle einen gleichbleibenden Hebelarm an der Abzugsrolle 5 sicher. Das Zugseil 8 ist beispielsweise an eine Kraftmeßdose 10 angeschlossen, die Bestandteil eines nur angedeuteten Zugantriebes 11, beispielsweise einer Zugprüfmaschine, ist und die über eine Zugstange 12 in Richtung des Pfeiles 13 mit konstanter, jedoch weitgehend frei wählbarer Geschwindigkeit bewegt wird. Anstelle der Kraftmeßdose 10 kann auch der Zugstange 12 eine andere Zugkraftregelung bzw. Zugkraftmeßvorrichtung zugeordnet sein. Das Zugseil 8 kann durch eine Kette, einen Zahnriemen oder eine Zahnstange ersetzt werden, wobei jedoch dann der Vorsprung 9 als Ritzel bzw. Zahnrad ausgebildet sein muß.but in several turns. This ensures a constant lever arm on the take-off roller 5. The traction cable 8 is connected, for example, to a load cell 10, which is part of a traction drive 11 (only indicated), for example a tensile testing machine, and which is moved via a pull rod 12 in the direction of arrow 13 at a constant, but largely freely selectable speed. Instead of the load cell 10, the pull rod 12 can also be assigned another tensile force control or tensile force measuring device. The traction cable 8 can be replaced by a chain, a toothed belt or a rack, but in this case the protrusion 9 must be designed as a pinion or gear wheel.
In gleicher Höhenlage wie die Abzugsrolle 5 befindet sich die Anpreßrolle 6, die durch die Kraft einer Feder 14 gegen die Abzugsrolle 5 bzw. gegen die dazwischen befindliche Folie 3 gepreßt wird. Bedarfsweise kann das Gegenlager der Anpreßrolle 6 einstellbar ausgebildet sein, so daß der Anpreßdruck der Anpreßrolle 6 in Abhängigkeit von der Dicke der Folie 3 verändert werden kann.At the same height as the take-off roller 5 is the pressure roller 6, which is pressed against the take-off roller 5 or against the film 3 located between them by the force of a spring 14. If necessary, the counter bearing of the pressure roller 6 can be designed to be adjustable, so that the contact pressure of the pressure roller 6 can be changed depending on the thickness of the film 3.
Die Stützrolle 7 ist mit Abstand von der Anpreßrolle 6 und damit mit Abstand von der Abzugsrolle 5 angeordnet. Dabei wird die Stützrolle 7 von besonderen Lagerkörpern 15 aufgenommen, die in Richtung des Doppelpfeiles 16 in den jeweiligen Lagerplatten 4 verschiebbar geführt sind. Dies bedeutet, daß die Lage bzw. Höhenlage der Stützrolle 7 verändert werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Stützrolle 7 ein Widerlager 17 zugeordnet, welches als Gleitstück oder als drehbare Rolle ausgebildet sein kann. Dieses Widerlager kann federnd ausgebildet sein und weist einen solchen Abstand von der Stützrolle 7 auf, der genau der Wandstärke des plattanar·- tigen Probekörpers 2 entspricht.The support roller 7 is arranged at a distance from the pressure roller 6 and thus at a distance from the take-off roller 5. The support roller 7 is held by special bearing bodies 15 which are guided so that they can move in the direction of the double arrow 16 in the respective bearing plates 4. This means that the position or height of the support roller 7 can be changed. In the embodiment shown, the support roller 7 is assigned an abutment 17 which can be designed as a sliding piece or as a rotating roller. This abutment can be designed to be springy and has a distance from the support roller 7 which corresponds exactly to the wall thickness of the plate-like test specimen 2.
Für die Prüfung der Haftfähigkeit der Folie 3 auf dem Probekörper 2 wird zunächst die Folie 3 über einen Teil ihrer Fläche vom Probekörper 2 manuell abgelöst. Diese abgelöste Fläche muß dabei so groß bzw. so lang ausgebildet sein, daß einerseits der von der Folie 3 befreite Probekörper 2 auf der Stützrolle 7 aufliegt und andererseits die abgelöste Folie 3 zwischen die Abzugsrolle 5 und die Anpreßrolle 6 eingeführt werden kann, wie dies in der Zeichnung dargestellt ist. Die Stützrolle 7 wurde dabei über die Lagerkörper 15 so eingestellt, daß der plattenartige Probekörper 2 eine horizontale Lage einnimmt bzw. die Folie 3 genau unter einem Winkel von 90° abgezogen wird. Jetzt wird der Antrieb der Zugstange 12 angeschaltet und damit die Abzugsrolle 5 durch das Zugseil 8 in Drehbewegung gesetzt. Durch die an der abgelenkten Folie anliegende Anpreßrolle 6 wird mit der Drehbewegung der Abzugsrolle 5 die Folie 3 von dem plattenartigen Probekörper 2 abgezogen, der sich dabei in Richtung des Pfeiles 18 bewegt. Bei gleichbleibender Abzugsgeschwindigkeit wird nun die für den Abzugsvorgang erforderliche Kraft gemessen, die ein Maß für die Haftung der Folie 3 auf dem plattenartigen Probekörper 2 darstellt und in einer an sich bekannten, nicht dargestellten Meßvorrichtung angezeigt werden kann.To test the adhesiveness of the film 3 on the test specimen 2, the film 3 is first manually removed from the test specimen 2 over part of its surface. This removed surface must be so large or so long that, on the one hand, the test specimen 2 freed from the film 3 rests on the support roller 7 and, on the other hand, the removed film 3 can be inserted between the pull-off roller 5 and the pressure roller 6, as shown in the drawing. The support roller 7 was adjusted via the bearing bodies 15 so that the plate-like test specimen 2 assumes a horizontal position or the film 3 is pulled off at exactly an angle of 90°. The drive of the pull rod 12 is now switched on and the pull-off roller 5 is set in rotation by the pull rope 8. The pressure roller 6 resting on the deflected film pulls the film 3 off the plate-like test specimen 2 with the rotational movement of the pull-off roller 5, which moves in the direction of arrow 18. With the pull-off speed remaining constant, the force required for the pull-off process is now measured, which represents a measure of the adhesion of the film 3 to the plate-like test specimen 2 and can be displayed in a known measuring device (not shown).
Die vorbeschriebene Vorrichtung ist in gleicher oder abgetan delter Ausbildung auch an der senkrechten oder waagrechtan Wandung eines Behälters einsetzbar, wobei dann jedoch ct&s Widerlager 17 entfallen muß. Bei einem solchen Einsatz muß jedoch dann dafür Sorge getragen werden, daß die Abzugsrolle 5 an der Folie 3 und die Stützrolle 7 an der Behälterwandung 2 sicher anliegen und daß sich beim Abzugsvorgang die Vorrichtung 1 weitgehend widerstandsfrei entgegen der Richtung des Pfeiles 18 bewegen kann.The device described above can also be used in the same or a modified form on the vertical or horizontal wall of a container, although in this case the abutment 17 must be omitted. When used in this way, however, care must be taken to ensure that the take-off roller 5 rests securely on the film 3 and the support roller 7 rests securely on the container wall 2 and that the device 1 can move largely without resistance in the direction of the arrow 18 during the take-off process.
Claims (11)
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characterized,
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