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Prüfung von Metallschrauben

In der Automobil-Fertigung kommen große Mengen von Schrauben zum Einsatz, deren Anwendungen von hoch festen Schraubverbindungen für strukturelle Baugruppen bis hin zur Befestigung von leichteren Fahrzeugteilen reichen. Unabhängig davon, für welche Anwendung diese Schrauben eingesetzt werden, müssen sie geprüft werden, um zu gewährleisten, dass sie für die jeweilige Anwendung geeignet sind und dass sie den Qualitätsstandards entsprechen.

Qualitätskontrolle in der Hochvolumenfertigung

CHALLENGE

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Schrauben werden normalerweise in extrem hohen Stückzahlen gefertigt, und deshalb muss auch bei der Prüfung der Probendurchsatz entsprechend hoch sein, damit das Produkt ausgeliefert werden kann.

Solution

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Mit geeignetem Zubehör für die Schraubenprüfung können Abnahmeprüfungen, Axial- und Keilzugprüfungen und Kegelabziehprüfungen an den meisten Standardschrauben, Bolzen, Gewindestiften und Muttern durchgeführt werden. Diese Zubehörteile sind mit den meisten Universal- und Zugprüfmaschinen kompatibel. Folgendes Zubehör wird angeboten: Schraubenhalter, Unterlegscheiben, Schraubenadapter für kurze Schrauben, Belastungseinheiten für Abnahmeprüfungen und Halterreduziereinheiten.

Jeder Schraubenhalter hat eine Keilnut, die dem Bediener die schnelle, korrekte Einspannung der Schraube ermöglicht. Eine kreisförmige Ausnehmung im unteren Teil des Schraubenhalters gewährleistet den korrekten Sitz der Unterlegscheibe (bei den Haltern der Serie E kommt eine Ausrichtvorrichtung zum Einsatz). Dies verringert den Zeitaufwand für das Einspannen und vermeidet ein Rutschen der Probe - ein sicherer, zentrierter Sitz ist bei jeder Prüfung gewährleistet.

Kurze Schrauben

CHALLENGE

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Je nach Anwendung können Schrauben ganz unterschiedliche Längen haben. Viele Schrauben sind ziemlich kurz, was das Einspannen für eine Zugprüfung erschweren kann. Bei den typischen Prüfaufbauten für Zugprüfungen werden eine Unterlegscheibe und eine Gewindescheibe verwendet und aufgrund der Dicke dieser beiden Teile ist der restliche Schaft häufig zu kurz für die Prüfung.

SOLUTION

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Aus den Schraubenhaltevorrichtungen hervorstehende "zylinderförmige" oder "hantelförmige" Adapter ermöglichen die Prüfung von Schrauben mit geringerer Länge

Prüfung von Muttern

CHALLENGE

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Nicht nur die Schrauben selbst, sondern auch die Muttern, die auf die Schrauben aufgeschraubt werden, müssen geprüft werden. Dazu wird die Mutter an einem Dorn befestigt, der stärker ist als das Gewinde der Mutter, um zu untersuchen, wie hoch die maximale Belastbarkeit des Gewindes in der Mutter ist.

Solution

Zur schnellen und einfachen Durchführung dieser Prüfungen können für hohe Kräfte ausgelegte Prüfkrafteinleitungsvorrichtungen für Muttern in die Standardschraubenhalter montiert werden.

Dehnungsmessung und Mehrstufenbelastung

CHALLENGE

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Bei manchen Prüfanwendungen ist ein Dehnungsaufnehmer zur genauen Bestimmung der Streckgrenze und Steifigkeit der Schraube erforderlich. Der Dehnungsaufnehmer muss jedoch während der Prüfung abgenommen werden, um Schäden aufgrund hoher Bruchenergien zu verhindern. Dazu muss nach Erreichen der Streckgrenze die Kraft auf null reduziert werden. Nach dem Abnehmen des Aufnehmers wird die Prüfung bis zum Bruch fortgesetzt.

Solution

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Die Software Bluehill® Universal mit dem TestProfiler ermöglicht die Einleitung komplexer Belastungsrampen während einer Prüfung, eine nahtlose, automatische Umschaltung entsprechend den Anforderungen der einschlägigen Normen und ein sicheres Abnehmen des Dehnungsaufnehmers.

Scherfestigkeit

CHALLENGE

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Unter realen Einsatzbedingungen sind Schrauben häufig Scherkräften ausgesetzt. Dabei kann es sich um eine einfache oder eine doppelte Scherung handeln. Die genaue Kenntnis des Verhaltens der Befestigungsmittel unter dem Einfluss solcher Scherkräfte ist deshalb von besonderer Bedeutung, um ein Produktversagen zu verhindern.

Solution

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Die einfachen und Doppelschervorrichtungen von Instron lassen sich problemlos in unseren Universalprüfmaschinen einbauen. Die Doppelscherprüfung erfolgt in Druckrichtung gegen eine Vorrichtung, die eine Auflage auf beiden Seiten eines Stempels bietet, während die einfache Scherprüfung in Zugrichtung durchgeführt wird, wobei die Schraube durch die Vorrichtung hindurch montiert wird. Üblicherweise werden diese Prüfungen bei Erreichen der Streckgrenze beendet; eine weitere Dehnung kann zu einer Beschädigung der Vorrichtungen führen.

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Joining High Strain Rate Testing

The Challenge Joining

Welding and bolting are widely used techniques to join metal components while adhesives are increasingly popular as a more cost-effective joining method while offering a better reduction in vibration noises and improving aesthetics of vehicles. The constant demand for new materials that are lighter or stronger necessitates advancements in joining techniques, which facilitate the joining of new combinations of materials and have potential contributions to the overall lightweighting of a vehicle. Materials exhibit different behavior under high strain rate conditions. Therefore, by investigating materials and their corresponding joined structures at various strain rates, engineers are able to understand the merits of new materials and joining techniques against established methods during crash impacts, validate and improve upon existing crash simulations.

Our Solution High Strain Rate VHS Testing System with Fast Jaw Grips

In order to accommodate investigation of joined structures in high strain rate impact, Instron provides a wide range of accessories that will allow mounting of various structures, including any offset mounting and custom fixtures. Instron VHS also includes a high-stiffness frame that will provide greater repeatability and higher system resonance and t-slot tables come as standard on all VHS systems for easy mounting of components, providing a reliable and fully integrated high strain rate testing solution that is intuitive to use.

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Zugprüfung von Kunststoffverbindungen

Immer mehr Bauteile eines Fahrzeugs werden aus Kunststoff hergestellt. Mit entsprechenden Prüfungen muss daher sichergestellt werden, dass die verschiedenen Kunststoffteile sicher miteinander verbunden bleiben. Von Armaturenbrettern bis hin zu Tankdeckeln wird eine breite Palette von Kunststoffen von Nylon bis Polypropylen im Fahrzeugbau eingesetzt. Als Fügetechniken für unterschiedliche Kunststoffbauteile kommen neben traditionellen Klebeverfahren Kunststoffschweißverfahren wie Vibrations- oder Laserschweißen zum Einsatz. Zur Prüfung der Festigkeit der Fügeverbindungen können zur Produktentwicklung und Qualitätssicherung Zugprüfungen durchgeführt werden.

CHALLENGE

automotive

Bei der Prüfung von Klebeverbindung ist die Einspannung häufig problematisch. Oft liegen die Laschen an der Probe nicht in einer Linie, was zu einer außermittigen Belastungseinleitung und fehlerhaften Prüfergebnissen führen kann

Solution

automotive

Die pneumatischen Schraubspannzeuge von Instron mit Nennkräften von 5 kN und 10 kN können mit einem gewissen Versatz so eingestellt werden, dass der Klebebereich in der Mitte der Kraftmesskette liegt und die Kraft axial eingeleitet wird. Beide Spannzeugtypen können mit unterschiedlichen Spannbackeneinsätzen ausgestattet werden, und eignen sich damit für praktisch jedes Material.Für die Prüfung von Proben, die sich mit traditionellen Mitteln nicht einspannen lassen, bietet Instron T-Nuten-Tische an, auf denen Proben beliebiger Form und Größe aufgespannt werden können.

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Prüfung von Klebeverbindungen

Dynamische und statische Prüfung von Klebstoffen

CHALLENGE

automotive

Klebstoffe werden zunehmend auch für anspruchsvollere Anwendungen eingesetzt und aus diesem Grund wird es immer wichtiger, ihr statisches und Ermüdungsverhalten unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen besser zu verstehen.
Die mechanischen Eigenschaften von Klebeverbindungen lassen sich mit einer Reihe verschiedener Methoden untersuchen. Die Messung der Festigkeit einer Klebeverbindung zwischen zwei steifen Teilen erfolgt üblicherweise mit einer Zugscherfestigkeitsprüfung. Zur Bestimmung der Festigkeit von Verbindungen zwischen flexiblen Komponenten oder zwischen steifen und flexiblen Komponenten wird eine Reihe von Schälversuchen durchgeführt.
Bruchzähigkeitsprüfungen werden durchgeführt, um das Risswachstum bei Klebeverbindungen unter statischen und dynamischen Belastungen zu untersuchen. Die Ergebnisse von Bruchzähigkeitsuntersuchungen ermöglichen ein besseres Verständnis des Klebemechanismus und der Gründe für ein Versagen einer Klebeverbindung.

SOLUTION

automotive

Mit den elektromechanischen und dynamischen Prüfmaschinen von Instron können alle Arten von Klebeverbindungen geprüft werden. Zur Bewertung der Eigenschaften von Klebstoffen wird außerdem eine Reihe von Spannzeugen und Vorrichtungen angeboten. Zugscherprüfungen werden üblicherweise mit Keilspannzeugen, seitlich wirkenden Schraubspannzeugen oder pneumatischen Spannzeugen durchgeführt. Dazu gehören z.B. 90° -Schälversuche, Schälversuche mit variablem Winkel, Prüfungen mit beweglicher Rolle oder drehender Rolle. Spezielle Vorrichtungen wie z.B. die Schälvorrichtung mit Klettertrommel stehen für die Prüfung von Klebeverbindungen an Sandwichplatten zur Verfügung. Die Software Bluehill® Universal eignet sich hervorragend für statische Prüfungen an Klebeverbindungen und ein optionales Anwendungsmodul für die Klebstoffprüfung umfasst eine Reihe von vorkonfigurierten Methoden nach ASTM, EN und ISO-Standards.Ermüdungsprüfungen an Klebeverbindungen können auf dynamischen Prüfmaschinen mit einem für dynamische Prüfungen ausgelegten mechanischen oder hydraulischen Spannzeug durchgeführt werden. Klebstoffe werden häufig unter unterschiedlichen Umgebungsbedingungen geprüft. Hierfür bietet Instron geeignete Klimakammern an.

Schlagprüfung von Klebstoffen

Challenge automotive

Im Zuge der stetigen Weiterentwicklung im Automobilbau werden mechanische Befestigungselemente als konventionelle Lösung zum Verbinden von Metallen, Kunststoffen, Gummi oder Glas immer häufiger durch Klebeverbindungen ersetzt. Spezielle Klebstoffrezepturen werden verwendet, um strukturelle Rahmenbauteile, Windschutzscheiben oder andere Komponenten zu verbinden. Dies kann neben ästhetischen Vorteilen auch zu einer Senkung von Geräuschen und Schwingungen führen (NVH) und die Fertigungskosten senken. Angesichts der wachsenden Verwendung von Klebstoffen müssen Kfz-Hersteller und Klebstofflieferanten auch neue Prüfprotokolle entwickeln, um die strukturelle Integrität der Klebeverbindung unter allen denkbaren Einsatzbedingungen zu gewährleisten. Die Aufprallkräfte bei einem Crash können zu einem Versagen geklebter Bereich des Rahmens oder der Windschutzscheibe führen und schwerwiegende Verletzungen von Fahrzeuginsassen zur Folge haben.

Solution

automotive

Zur Untersuchung der Auswirkungen bestimmter Produkt- und Prozessvariablen setzen Automobil- und Klebstoffhersteller üblicherweise die Keilschlagprüfung nach ISO 11343 ein. Instron bietet für diese Prüfungen sowohl standardmäßige als auch kundenspezifische Konfigurationen auf Grundlage der ISO 11343 an, die eine speziellen Halterung und einen Schlagkörper zur Einleitung von Schlagkräften in Windschutzscheiben-Prüfkörper, die mit Kfz-Rahmenkomponenten verklebt sind, umfassen. In Verbindung mit einer Temperierkammer kann dieses Schlagprüfsystem Forschungs- und Entwicklungsabteilungen in die Lage versetzen, mit unterschiedlichen Materialzusammensetzungen, Aushärtebedingungen und Temperaturen zu experimentieren, um die Produkteigenschaften zu optimieren und gesetzliche Vorgaben zu erfüllen.

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Industry Solution Category: Joining