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Die
Erfindung betrifft eine Probenaufnahmevorrichtung zur Aufnahme umgebogener
flexibler Flächengebilde, insbesondere von Kedern oder
Einfassbändern, und eine entsprechende Prüfeinrichtung.
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Zur
Prüfung von Kedern ist bisher aus DIN EN ISO 12947.2 eine
Prüfung einer sog. Planware eines Kedermaterials auf Verschleißfestigkeit
bekannt. Jedoch ist die tatsächliche Belastung fertiger
Keder aufgrund ihrer speziellen Form in der Praxis weitaus höher
als sie nach DIN EN ISO 12947.2 simuliert werden
kann.
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Zurzeit
ist keine geeignete Methode zur Verschleißprüfung
fertiger Keder oder anderer umgebogener flexibler Flächengebilde,
wie Einbassbändern, bekannt.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine solche Möglichkeit
zur Verschleißprüfung umgebogener flexibler Flächengebilde,
insbesondere fertiger Keder bereitzustellen, und insbesondere eine
Möglichkeit, um eine reproduzierbare Verschleißfestigkeit
der Keder und somit auch deren Haltbarkeit zu ermitteln.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Probenaufnahmevorrichtung
nach Anspruch 1 und eine Prüfeinrichtung nach Anspruch
6. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind insbesondere den Unteransprüchen entnehmbar.
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Die
Probenaufnahmevorrichtung weist dazu mindestens eine Befestigungsvorrichtung
zur überständigen Befestigung mindestens eines
umgebogenen flexiblen Flächengebildes auf. Das Flächengebilde,
z. B. ein fertiger Keder, kann somit an seinem umgebogenen, von
der Probenaufnahmevorrichtung überstehenden Teil geprüft
werden, insbesondere auf Verschleißfestigkeit. Als Materialien
des umgebogenen flexiblen Flächengebildes kommen zum Beispiel
Textilien, Leder, Kunstleder, Gummi usw. in Frage, insbesondere
in Form von Kedern, Einfassbändern und so weiter, oder
auch nur als einfach umgebogene Stoffplanen.
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Vorzugsweise
weist die Befestigungsvorrichtung zur Befestigung des Flächengebildes
bzw. der Flächengebilde mindestens zwei Klemmbacken auf, wobei
die Klemmbacken eine geeignete allgemeine Form aufweisen können.
Vorzugsweise liegt die Befestigungsvorrichtung dann in Form einer
Einspannvorrichtung vor.
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Alternativ
können die Flächengebilde durch die Befestigungsvorrichtung
aufgehängt und dann fixiert werden. Die Aufhängung
kann z. B. für Keder dadurch geschehen, dass durch die
Keder eine Seele geführt wird, z. B. aus Metalldraht, welche
auf eine Auflage aufgelegt wird. Die Seele kann dann beispielsweise
durch Einklemmen oder Quetschen fixiert werden.
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Vorzugsweise
sind die Klemmbacken in Form parallel angeordneter Quader ausgebildet;
dadurch lassen sich insbesondere längliche umgebogene Flächengebilde
besonders einfach befestigen, insbesondere einspannen. Die Klemmbacken
können aber auch zumindest teilweise gekrümmt
sein, um z. B. längsgebogene Flächengebilde nachzuempfinden.
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Es
ist für einen einfachen und kostengünstigen Aufbau
vorteilhaft, wenn ein Abstand der Klemmbacken zueinander mittels
eines gemeinsamen Einspannmittels einstellbar ist.
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Das
Einspannmittel weist vorteilhafterweise mindestens eine Schraube
auf, welche durch die Klemmbacken hindurchgeführt wird
und die Klemmbacken beim Anziehen zusammenzwängt. Vorzugsweise
läuft die mindestens eine Schraube senkrecht zur Längsrichtung
quaderförmiger Klemmbacken. Vorzugsweise sind zum Verhindern
von Verkantungen beim Bewegen der Klemmbacken mehrere Schrauben
und/oder Führungen vorhanden. Alternativ können
auch andere mechanische Einspannmittel verwendet werden, wie Schraubzwingen,
und/oder elektrisch, hydraulisch und/oder pneumatisch betätigbare
Einspannmittel.
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Die
Prüfeinrichtung weist mindestens eine obige Probenaufnahmevorrichtung
auf, z. B. zwei oder mehr nebeneinanderliegende Probenaufnahmevorrichtungen.
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Vorzugsweise
weist die Prüfeinrichtung einen Prüfkörper
auf, welcher einer zur überständigen Befestigung
des mindestens einen Flächengebildes vorgesehenen Fläche
der Probenaufnahmevorrichtung gegenüberliegt und diese
Fläche, und im eingespannten Zustand die Flächengebilde,
insbesondere deren gebogene Bereiche, kontaktieren kann.
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Vorzugsweise
weist der Prüfkörper eine Reibungsoberfläche
auf, die zum Reiben bzw. Scheuern des Flächengebildes bzw.
der Flächengebilde eingerichtet ist, vorzugsweise entlang
(d. h., auf oder im wesentlichen parallel dazu) der zur überständigen Befestigung
des mindestens einen Flächengebildes vorgesehenen Fläche.
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Vorzugsweise
ist die Prüfeinrichtung ein Verschleißfestigkeitsprüfstand,
insbesondere ein Martindale-Scheuertisch. Es sind aber auch andere
Verschleißprüfstände einsetzbar, wie
z. B. ein Frank-Hauser-Verschleißfestigkeitsprüfstand.
Der Prüfkörper ist vorzugsweise ein Scheuerkopf.
Der Scheuerkopf kann genau an der Stelle des Flächengebildes
scheuern, an der auch im Gebrauch die Belastung auftritt. Die Flächengebilde
werden dafür vorzugsweise in ihrer fertigen Form in der
gewünschten Position in der Einspannvorrichtung, die am
Martindale-Scheuertisch verankert ist, befestigt.
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Durch
die obige Probenaufnahmevorrichtung bzw. Prüfeinrichtung
lassen sich reproduzierbare, verlässliche Untersuchungsergebnisse
erzielen, Aussagen über die Verschleißfestigkeit
der Flächengebilde treffen, eine Qualitätssteigerung
z. B. von Autositzen, durch die realitätsnahe Verschleißprüfung erreichen,
als auch eine Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten von
umgebogenen Flächengebilden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen
schematisch genauer beschrieben. Gleiche Komponenten werden in den
Figuren durchgängig durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Die Ausführungsbeispiele sind jedoch nicht dazu gedacht,
die Erfindung zu beschränken.
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1 zeigt
eine Probenaufnahmevorrichtung in Draufsicht;
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2 zeigt
eine Kederprüfeinrichtung mit der Probenaufnahmevorrichtung
von 1 in Seitenansicht;
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3 zeigt
eine weitere Probenaufnahmevorrichtung in Draufsicht.
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1 zeigt
in Draufsicht eine Probenaufnahmevorrichtung 1 zur Aufnahme
von Flächengebilde in Form von Kedern K. Die Probenaufnahmevorrichtung 1 weist
eine Grundplatte 2 auf, welche darauf fest angebracht Halter 3, 4 zur
Halterung zweier paralleler Führungsstangen 5 aufweisen.
An den Führungsstangen 5 laufen frei sieben parallel
angeordnete quaderförmige Klemmbacken 6. Die Längsachse
der Klemmbacken 6 erstreckt sich in y-Richtung, diejenige
der Führungsstangen 5 dazu senkrecht in x-Richtung.
Die in dieser Abbildung rechts angeordneten zwei Halter 3 dienen
gleichzeitig als kurzflächige Anschläge für
die ihnen benachbarte, hier am weitesten rechts eingezeichnete,
Klemmbacke 6. Der in dieser Abbildung links angeordnete
Halter 4 dient gleichzeitig als flächiger Anschlag
für die ihm benachbarte, hier am weitesten links eingezeichnete, Klemmbacke 6.
Gleichzeitig weist der links angeordnete Halter 4 zwei
Schraubgewinde 10 auf, durch die jeweils eine Schraube 7 eingedreht
ist und mit ihrer Spitze 9 auch hervorstehen kann. Die
Schrauben 7 laufen zudem parallel zu den Führungsstangen 5 frei in
jeweiligen Durchführungen (nicht eingezeichnet) der Klemmbacken 6.
Die Köpfe 8 der Schrauben 7 weisen einen
breiteren Durchmesser auf als die Durchführungen, können
also an die anliegende, hier am weitesten rechts angeordnete, Klemmbacke 6 drücken.
Die Grundplatte 2 weist ferner eine Aussparung 11 zur
Aufnahme eines Fixierelements (nicht dargestellt auf).
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In
der gezeigten 1 ist zwischen zwei benachbarten
Klemmbacken 6 jeweils ein länglicher Keder K eingeklemmt.
Der Abstand zwischen den Klemmbacken 6, und damit der Einklemmdruck,
ist durch die Stellung der Schrauben 7, genauer: durch den
durch Anziehen bzw. Lösen der Schrauben 7 einstellbaren
Abstand zwischen Schraubenkopf 8 und linkem Halter 4,
einstellbar. Bei klemmbackenseitigem Vorsehen von Unterlegschei ben,
Schraubenfedern o. ä. verkürzt sich der Abstand
entsprechend. Bei ausreichendem Abstand zwischen den Klemmbacken 6 können
fertige Keder K in diese eingesetzt und danach durch Festziehen
der Schrauben 7 im linken Halter 4 eingespannt
werden. Damit ein Prüfkörper die Keder K beanspruchen
kann, werden diese nicht vollständig eingeführt,
sondern überständig, d. h., dass die Keder K teilweise
nach oben (hier: in z-Richtung) über die Klemmbacken 6 hinaus überstehen.
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Ferner
zeigt die Probenaufnahmevorrichtung 1 eine Höheneinstellvorrichtung 13 auf,
die hier als ein Quader definierter Höhe eingezeichnet
ist, und die dazu dient, dass die Keder K auf ihrer oberen Oberfläche
aufsitzen, wodurch deren Höhe über der Grundplatte 2 eingestellt
wird. die Quader sind gegen andere Höheneinstellvorrichtungen
austauschbar, z. B. gegen Quader anderer Höhe, um eine
variable Höheneinstellung der Keder K zu ermöglichen.
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2 zeigt
eine Kederprüfeinrichtung 12 mit der Probenaufnahmevorrichtung 1 von 1 in
einer Seitenansicht in y-Richtung. Die Keder K sind teilweise durch
die Klemmbacken 6 für einen festen Sitz eingeklemmt
und mit einem anderen Teil nach oben über die Klemmbacken 6 herausstehend.
Die Kederprüfeinrichtung 12 weist ferner einen
Prüfkörper P auf, welcher einer zur überständigen
Befestigung der Keder K vorgesehenen Oberfläche der Probenaufnahmevorrichtung 1 gegenüberliegt,
also hier der Oberseite der Probenaufnahmevorrichtung 1 mit
den überstehenden Teilen der Keder K. Der Prüfkörper
P kann die Keder K kontaktieren, indem er in -z-Richtung, wie durch
den breiten Pfeil angedeutet, den Kedern K genähert wird,
wobei es nur auf die relative Annäherung ankommt und nicht
darum, ob der Prüfkörper P, die Probenaufnahmevorrichtung 1 oder
beide bewegt werden. Zusätzlich zum Aufsetzen des Prüfkörpers P
auf die Probenaufnahmevorrichtung 1, genauer: der unteren
kreisförmigen Reibungsoberfläche R, werden diese
in der (x,y)-Ebene relativ zueinander verschoben, so dass der Prüfkörper
P auf den Kedern K, oder einem Teil davon, reibt bzw. scheuert. Das
die Bewegung(en) grundsätzlich in allen Richtungen frei
einstellbar ist bzw. sind, z. B. mittels einer hier nicht dargestellten
programmierbaren Steuer- und Verfahrvorrichtung, können
Beanspruchungsprofile flexibel eingestellt werden. Auch ist zusätzlich oder
alternativ eine kraftabhängige Steuerung vorgesehen, bei
der z. B. die Anpresskraft F des Prüfkörper P
auf den Kedern K im wesentlichen konstant gehalten werden kann,
z. B. durch aufgelegte Gewichte oder durch einen hydraulischen und/oder
mechanischen Lastantrieb (nicht gezeigt). Der Prüfkörper
P kann insbesondere mit einer Kraftmessdose (nicht gezeigt) ausgerüstet
sein, welche die Kraftwerte in z-Richtung abtastet und an die Steuervorrichtung weiterleitet.
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In
dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Kederprüfeinrichtung 12 ein
Verschleißfestigkeitsprüfstand in Form eines Martindale-Scheuertischs.
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Mittels
der gezeigten Ausführungsform können fertige Keder
K eingespannt und verschleißgeprüft werden. Es
ist ferner eine einfache Probenpräparation möglich.
Zudem kann eine reproduzierbare Verschleißfestigkeit der
Keder ermittelt werden, und damit auch deren Haltbarkeit.
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3 zeigt
eine weitere Probenaufnahme, bei der nun im Gegensatz zur der Ausführungsform von 1 durch
die Keder K jeweils eine Seele S in Form eines Metalldrahts geführt
wird. Die Seele S liegt auf der jeweiligen Höheneinstellvorrichtung 13 bzw.
Quader auf, so dass der Keder K höhenrichtig aufge hängt
gelagert ist. Die Klemmbacken 6 dienen in diesem Ausführungsbeispiel
nur optional zur Einklemmung der Keder K. Die Klemmbacken 6 können vielmehr
allgemein so angeordnet sein, dass sie eine übermäßige
Querverschiebung der Keder K in x-Richtung verhindern. Nicht gezeigt
ist eine Klemmeinrichtung, z. B. ein Klemmblock, zur Fixierung der Seelen
S an der Höheneinstellvorrichtung 13. Alternativ
sind die Seelen S in Einkerbungen der Höheneinstellvorrichtung 13 gehaltert.
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Selbstverständlich
ist die Erfindung nicht auf die gezeigte Ausführungsform
beschränkt. So können statt Keder auch andere
umgebogene Materialien wie Stoff-, Leder, Gummi- oder Kunststoffbahnen,
z. B. in Form von Einfassbändern, geprüft werden.
Auch sind andere Prüfkonfigurationen möglich, wie
z. B. Schneidprüfstände. Beispielsweise können auch
andere mechanische Einspannmittel verwendet werden, wie Schraubzwingen,
und/oder elektrisch, hydraulisch und/oder pneumatisch betätigbare
Einspannmittel.
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- 1
- Probenaufnahmevorrichtung
- 2
- Grundplatte
- 3
- Halter
- 4
- Halter
- 5
- Führungsstange
- 6
- Klemmbacke
- 7
- Schraube
- 8
- Schraubenkopf
- 9
- Schraubenspitze
- 10
- Schraubgewinde
- 11
- Aussparung
- 12
- Kederprüfeinrichtung
- 13
- Höheneinstelleinheit
- K
- Keder
- P
- Prüfkörper
- R
- Reibungsoberfläche
- S
- Seele
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- - DIN EN ISO
12947.2 [0002]
- - DIN EN ISO 12947.2 [0002]