DE102004056967B4

DE102004056967B4 - Vorrichtung zum Ausstanzen einer Elastomerfolie und Verfahren zur Herstellung von Prüfkörpern

Info

Publication number: DE102004056967B4
Application number: DE200410056967
Authority: DE
Inventors: Otto Rothenaicher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2004-11-25
Filing date: 2004-11-25
Publication date: 2006-10-26
Anticipated expiration: 2024-11-26
Also published as: DE102004056967A1

Abstract

Vorrichtung zum Ausstanzen einer Elastomerfolie (2) durch ein in der Kontur geschlossenes Stanzmesser (8), wobei die Schneide des Stanzmessers (8) symmetrisch ist und gleiche Stanzwinkel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine symmetrische Schneide (5) mit gleichen Stanzwinkeln aufweist, wobei die Schneide (5) an mindestens einem Nadelstift (4) zurückgesetzt befestigt ist und der Nadelstift (4) in mindestens eine Führungsbohrung (6) in der Auflagefläche (1) einführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausstanzen einer Elastomerfolie durch ein in der Kontur geschlossenes Stanzmesser, wobei die Schneide des Stanzmesser symmetrisch ist und gleiche Stanzwinkel aufweist sowie ein Verfahren zur Herstellung von Prüfkörpern aus einer Elastomerfolie, wobei die Elastomerfolie durch Niederhalter fixiert wird.

Aus der DE 44 45 765 B4 ist ein Stanzwerkzeug mit gekrümmten Schnitt in Band- oder Stabform aus Eisenbasislegierungen bekannt, das zur Schneidkante hin verjüngt ausgebildet ist und einen keilförmigen Schneidteil aufweist.

Aus der DE 102 30 365 A1 ist ein Verfahren zum Heraustrennen von Kunststoffkarten bekannt, wobei die Karten vor dem Heraustrennen fixiert werden.

Zur Bestimmung der Reißfestigkeit, Zugfestigkeit, Reißdehnung und von Spannungswerten im Zugversuch verwendet man bei Elastomerwerkstoffen, Kautschuk und anderen Elastomeren Prüfkörper, die mittels eines Stanzmessers hergestellt werden (s. DIN 53504). Ferner werden Weiterreißversuche mit einer Winkelprobe nach Graves mit Einschnitt zur Untersuchung herangezogen (s. DIN 53515).

Die dazu erforderlichen Stanzmesser unterliegen der DIN ISO 4661-1. In dieser Norm sind geeignete Ausführungen von Schneiden beschrieben und dargestellt, wobei die Schneid- bzw. Stanzmesser eine innere senkrechte Klingenoberfläche und eine äußere zweistufige Klingenoberfläche aufweisen. Der untere Teil mit etwa 3 bis 5 mm ist unter einem Winkel von 30 bis 35° zur inneren senkrechten Klingenoberfläche und ihr oberer Teil unter einem Winkel von 18 bis 22° gestaltet. Nach dieser Norm hergestellte Stanzmesser führen zu konkaven Schnittflächen, die von der Härte des Prüfwerkstoffes und der Schärfe der Schneide abhängig sind. Die vorgegebene Probenbreite zum Beispiel von 6 mm beträgt tatsächlich zwischen 5,4 bis 6,4 mm über den Querschnitt und weist eine konkave Schnittfläche auf. Die konkave Schnittfläche ist durch die unsymmetrische Schneidengeometrie und das unterschiedliche Produktverdrängungsverhalten zu beiden – unterschiedlichen – Seiten der Schneide bewirkt.

Die relativ großen Querschnittsdifferenzen bei der Prüfkörperherstellung führen zu Messfehlern und unbefriedigenden Messergebnissen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum Ausstanzen einer Elastomerfolie und ein verfahren zu Hostellung von Prüfkörpern durch ein in der Kontur geschlossenes Stanzmesser, deren Schneide symmetrisch ist und gleiche Stanzwinkel aufweist, dahingehend weiter auszubilden, dass exakte Prüfkörper mit einem Einschnitt für Weiterreißversuche hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung dadurch gelöst, dass sie eine zusätzliche Schneide mit gleichen Stanzwinkeln aufweist, wobei die Schneide an mindestens einem Nadelstift zurückgesetzt befestigt ist und der Nadelstift in mindestens eine Führungsbohrung in der Auflagefläche einführbar ist.

Vorzugsweise Ausführungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren gelöst, dass in einem ersten Schritt ein Einschnitt für Weiterreißversuche durch das Absenken der Schneide mit dem Nadelstift in eine Führungsbohrung in die Auflagefläche ausgeführt wird, in einem zweiten Schritt die Schneide durch Abheben von der Elastomerfolie entfernt und in einem dritten Schritt das Ausstanzen des Prüfkörpers entlang der vorgegebenen Schnitt- oder Umrisslinie erfolgt.

Vorzugsweise sind die Niederhalter permanent vom Schneiden des Einschnitts bis zum Ausstanzen der Prüfkörper aus der Elastomerfolie mit einer definierten Kraft fixiert und belastet.

Durch das Stanzmesser gemäß der Erfindung lassen sich Prüfkörper mit einer Querschnittstoleranz zwischen 5,94 bis 6,04 mm herstellen. Dies bedeutet eine Verringerung der Toleranz der Prüfkörper um den Faktor 10. Auch eine Verringerung der Schneidenqualität hat nur einen relativ geringen Einfluss auf die Genauigkeit. Durch diese höhere Genauigkeit der Prüfkörper lassen sich die zu bestimmenden physikalischen Eigenschaften erheblich präziser erheben, da genauere Werte gemessen werden können. Es erfolgt eine unterschiedliche Beeinflussung durch das Variieren beim Ausweichen des durch die Schneiden verdrängten Materials der Prüfkörper, wobei Niederhalter eingesetzt werden, die die auszustanzende Produktfolie mit einer definierten Kraft an die Stanzauflage andrücken, so dass der Produktverdrängungsbereich durch das Stanzen um das Stanzmesser bzw. um die Schneide herum begrenzt wird. Eine Änderung bezüglich der Stumpfheit der Stanzmesser der Schneide hat keinen oder nur einen sehr minimalen Einfluss auf die Geometrie der hergestellten Prüfkörper.

Zur Herstellung von Einschnitten für eine Winkelprobe nach Graves ist es vorteilhaft, eine symmetrische Schneide an einem vorstehenden Nadelstift anzuordnen, der für eine positionsgenaue und akkurate Schnittlinie im Prüfkörper sorgt, wobei der gegenüber der Schneide vorstehende Nadelstift beim Absenken in eine Führungsbohrung eingeht bzw. in eine weiche Stanzunterlage eintaucht.

Zur Schonung der Stanzunterlage und zur Sicherstellung einer Durchstanzposition wird eine vorzugsweise auswechselbare Stanzunterlage z. B. aus einem Karton verwendet, die als Verschleißteil dient.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezug auf Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt:
1 einen Prüfkörper in Form eines Schulterstabes;
2 einen Prüfkörper in Form einer Winkelprobe, die im Scheitelpunkt der inneren Abwinklung einen Einschnitt aufweist;
3 eine Elastomerfolie auf einer Unterlage mit einer Führungsbohrung mit Niederhaltern und einem Nadelstift mit Schneide;
4 zwei Nadelstifte mit dazwischen angeordneter Schneide;
5 einen Querschnitt durch ein Stanzmesser, das gleichzeitig ein Querschnitt durch eine Schneide wiedergibt;
6 eine Schneide mit zwei Winkeln; und
7 eine Elastormerfolie mit zwei Niederhaltern und dazwischen angeordnetem Stanzmesser.
Eine Vorrichtung wie sie schematisch in 3 dargestellt ist, enthält eine Auflagefläche 1, auf die eine Elastomerfolie 2 aufgelegt ist. Die Elastomerfolie 2 wird durch Niederhalter 3 an die Auflagefläche 1 angedrückt, so dass sie nicht verrutschen kann. Zwischen den dargestellten beiden Niederhaltern 3 ist ein auf- und abbewegbarer Nadelstift 4 mit einer daran beabstandet zu dessen Spitze befestigter Schneide 5 (s. auch 4) angeordnet.
In 3 ist eine Führungsbohrung 6 dargestellt, in die der vorspringende Nadelstift 4 so weit einführbar ist, dass die Schneide 5 in der Elastomerfolie 2 einen Einschnitt 7 für Weiterreißversuche ausführen kann.
Bei einer Ausführung mit zwei Nadelstiften gemäß 4 weist die Auflagefläche zwei beabstandete Führungsbohrungen 6 auf. Nachdem die Vorrichtung mit Nadelstiften 4 angehoben und entfernt ist, beispielsweise durch Verschwenken zwischen zwei Endpunkten, halten die Niederhalter 3 die Elastomerfolie 2 weiter fest, wonach mittels eines Stanzmessers 8 Prüfkörper 9, wie sie beispielsweise in 1 und 2 dargestellt sind, ausgeschnitten bzw. ausgestanzt. Durch die Niederhalter 3 bleibt die Position und Tiefe des Einschnitts 7 zur Prüfkörperumrandung absolut sichergestellt. Die Stanzmesser 8 entsprechen der jeweiligen Umrisslinie der gewünschten Prüfkörper 9.
Wenn ein Prüfkörper 9 gemäß 2 mit Einschnitt 7 zum Weiterreißen hergestellt werden soll, ist vorzugsweise der Ablauf wie oben beschrieben. Soll jedoch ein Prüfkörper 9 ohne Einschnitt hergestellt werden, wie beispielsweise in 1 dargestellt, wird sogleich, nachdem mehrere Niederhalter 3 zu beiden Seiten entlang der gewünschten Umrisslinie abgesenkt sind, mittels eines Stanzmessers 8 der gewünschte Prüfkörper 9 ausgestanzt und weiterhin einem Prüf- oder Messvorgang zugeführt.
Vorzugsweise weisen die Schneiden 5 des Stanzmessers 8 als auch der Schneide 5 eine symmetrische in bezug auf die jeweilige Schnitt- oder Stanzlinie gleiche Schneid- oder Stanzwinkel auf, die vorzugsweise einen Winkel von 15 bis 30° einschließen. Das Stanzmesser 8 kann an der Spitze einen abgesetzten Bereich von nur 10°–25° aufweisen (s. 6). Durch die symmetrische Gestalt des Querschnitts von Stanzmesser 8, der Schneide 5 und der Spitze des Nadelstiftes 4, wie sie in 5 dargestellt sind, erfolgt eine Verdrängung beim Schneiden bzw. Stanzen gleichmäßig in beide/alle Richtungen der Schneiden von Stanzmesser 8 bzw. der Spitze des Nadelstiftes 4 und der Schneiden 5, wodurch eine höhere Präzision der Umrisslinie der Prüfkörper 9 erzielbar sind, wodurch auch die nachfolgenden Messungen an oder mit den Prüfkörpern 9 mit höherer Präzision durchgeführt werden können.
Zum Schutz der Unterlage 1 kann vor dem Auflegen der Elastomerfolie 2, die eine Dicke bis zu 3 mm, vorzugsweise 0,5 mm aufweist, eine stärkere Pappe, vorzugsweise 0,5 bis 0,6 mm angeordnet sein, in die dann der oder die Nadelstifte 4 nach dem Durchstechen der Elastomerfolie 2 Eingang und Halt finden können.
Vorzugsweise sind die Niederhalter 3 mit einer bestimmbaren Kraft an die Elastomerfolie 2 andrückbar, wozu beispielsweise Federn oder Hebelverbindungen (nicht dargestellt) dienen können. Für besondere Verwendungen kann diese Kraft auch verstellbar sein. Vorzugsweise weisen die Niederhalter 3 Längsrillen (nicht dargestellt) oder eine andere reliefartige Gestaltung auf, die nicht nur die Elastomerfolie 2 gut fixiert, sondern auch dafür sorgt, dass der hergestellte Prüfkörper 9 nicht an den Niederhaltern 3 haftet, d. h. auch quasi als Auswerter dient.

Claims

Vorrichtung zum Ausstanzen einer Elastomerfolie (2) durch ein in der Kontur geschlossenes Stanzmesser (8), wobei die Schneide des Stanzmessers (8) symmetrisch ist und gleiche Stanzwinkel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine symmetrische Schneide (5) mit gleichen Stanzwinkeln aufweist, wobei die Schneide (5) an mindestens einem Nadelstift (4) zurückgesetzt befestigt ist und der Nadelstift (4) in mindestens eine Führungsbohrung (6) in der Auflagefläche (1) einführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Führungsbohrung dem Querschnitt der Nadelstifte (4) angepasst ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Absenken der Schneide (5) jeder Nadelstift (4) in ein Schutzmaterial in der Auflagefläche (1) der Elastomerfolie (2) einführbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Niederhalter (3) in geringem Abstand zu beiden Seiten der Schnitt- oder Umrisslinie angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Niederhalter (3) zum Andrücken der Elastomerfolie (2) an ihre jeweilige Auflagefläche (1) eine gleich große Kraft zugeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft einstellbar ist.
Verfahren zur Herstellung von Prüfkörpern (9) aus einer Elastomerfolie (2), wobei die Elastomerfolie (2) durch Niederhalter (3) fixiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass in einem – ersten Schritt ein Einschnitt (7) für Weiterreißversuche durch das Absenken der Schneide (5) mit dem Nadelstift (4) in eine Führungsbohrung (6) in die Auflagefläche (1) ausgeführt wird, in einem – zweiten Schritt die Schneide (5) durch Abheben von der Elastomerfolie (2) entfernt und in einem – dritten Schritt das Ausstanzen des Prüfkörpers (9) entlang der vorgegebenen Schnitt- oder Umrisslinie erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederhalter (3) permanent vom Schneiden des Einschnitts (7) bis zum Ausstanzen der Prüfkörper (9) auf die Elastomerfolie (2) mit einer definierten Kraft fixiert und belastet werden.