Prüfung von Metallschrauben für Automobilanwendungen

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Prüfung von Metallschrauben für Automobilanwendungen

In der Automobilherstellung werden Metallschrauben in großen Mengen für eine Vielzahl von Anwendungen eingesetzt – von hochfesten Strukturbaugruppen bis zur Befestigung leichter Komponenten am Fahrzeug. Unabhängig von der Anwendung ist die Prüfung entscheidend, um die Eignung zu bestätigen und die Einhaltung von Qualitätsstandards sicherzustellen.

Qualitätskontrolle für die Großserienfertigung

Die Herausforderung

Schrauben werden typischerweise in extrem großen Mengen produziert. Die Prüfung muss so schnell wie möglich abgeschlossen werden, um sicherzustellen, dass das Produkt versandt werden kann.

Unsere Lösung

Schraubenprüfungszubehör ermöglicht Prüflast-, Axial- und Keilzugversuche sowie Kegelstreifversuche an den meisten Standardschrauben, -bolzen, -stiften und -muttern. Sie sind mit den meisten Universal- und Zugprüfmaschinen kompatibel. Verfügbares Zubehör besteht aus: Schraubenhaltern, Unterlegscheiben, Adaptern für kurze Schrauben, Muttern-Prüflastvorrichtungen und Halter-Reduzieradaptern. Jeder Schraubenhalter verfügt über einen Schlüsselschlitz, der es dem Bediener ermöglicht, die Probe schnell und korrekt einzulegen. Ein vertiefter kreisförmiger Bereich im Boden jedes Schraubenhalters stellt sicher, dass die Unterlegscheibe fest sitzt (bei Haltern der Serie E wird eine Blechausrichtungsvorrichtung verwendet). Dies reduziert die Ladezeit und das Auftreten von Verrutschen, da ein sicherer, zentrierter Sitz für jeden Test gewährleistet ist.

Instron bolt holder fixtures gripping a metal bolt for automotive tensile proof testing

Kurze Schraubenlängen

Die Herausforderung

Die Länge jeder Schraubenart kann je nach Anwendung stark variieren. Viele sind recht kurz, was das Greifen für einen Zugversuch extrem schwierig machen kann. Der typische Zugversuchsaufbau für Schrauben verwendet eine hochfeste glatte und eine Gewindeunterlegscheibe. Die Dicke dieser beiden Komponenten kann oft dazu führen, dass nicht genügend Schaft zum Prüfen freiliegt.

Unsere Lösung

„Zylinderhut“- oder „Hantel“-ähnliche Zubehörteile ragen aus den Schraubenhaltervorrichtungen heraus und ermöglichen die Prüfung kürzerer Schraubenlängen.

Instron short bolt adapter and dumbbell fixture for tensile testing of short length bolts

Muttern-Prüflast

Die Herausforderung

Neben der Prüfung der Schrauben müssen auch die Muttern, die an den Schrauben befestigt werden, geprüft werden. Dies erfordert die Befestigung der Mutter an einem Dorn, der stärker ist als die Gewinde der Mutter, um die maximale Belastbarkeit der Gewinde innerhalb der Mutter zu bestimmen.

Unsere Lösung

Die Verwendung von hochfesten Muttern-Prüflastvorrichtungen ermöglicht die Montage in den Standard-Schraubenhaltern, um diesen Test schnell und einfach durchzuführen.

Instron nut proof loading assembly mounted in bolt holder fixtures for automotive nut thread strength testing

Dehnungsmessung und mehrstufige Belastung

Die Herausforderung

Für einige Prüfungen kann ein Extensometer erforderlich sein, um die Streckgrenze und Steifigkeit der Schraube genau zu bestimmen. Das Extensometer muss jedoch während des Tests entfernt werden, um Schäden am Instrument durch hochenergetische Brüche zu vermeiden. Um dies nach der Bestimmung der Streckgrenze zu tun, muss der Test auf Null-Last zurückkehren und dann nach dem Entfernen fortgesetzt werden, um bis zum Bruch zu testen.

Unsere Lösung

Die Verwendung der Bluehill® Universal Software mit TestProfiler ermöglicht eine komplexe Rampenbelastung während des Tests. Dies ermöglicht eine nahtlose und automatische Umschaltung, erfüllt die Anforderungen der Normen und erlaubt gleichzeitig die sichere Entfernung des Extensometers.

Operator reviewing bolt tensile test results and force-displacement curve in Bluehill Universal software on an Instron testing system touchscreen

Scherfestigkeit

Die Herausforderung

In ihrer Anwendung sind Schrauben oft Scherkräften ausgesetzt, diese können als Einfachscherung oder Doppelscherung auftreten. Es ist wichtig zu verstehen, wie sich die Schrauben unter diesen Scherkräften verhalten, um Produktausfälle zu vermeiden.

Unsere Lösung

Die Einfach- oder Doppelscher-Vorrichtungen von Instron können einfach an jede Universalprüfmaschine angeschlossen werden. Der Doppelscherversuch wird in Kompression gegen eine Vorrichtung durchgeführt, die beide Seiten eines Stempels stützt, während der Einfachscherversuch in Zug durchgeführt wird, indem die Schraube durch die Vorrichtung montiert wird. Diese Tests werden typischerweise bis zur anfänglichen Scherstreckgrenze durchgeführt, eine weitere Dehnung kann zu Schäden an den Vorrichtungen führen.

Instron single shear fixture mounted in a universal testing machine for automotive bolt shear strength testing

Von Vorspannprüfung und Scherfestigkeit bis hin zu Dehnungsmessung und Mutternvorspannprüfung – Instron bietet die Prüfsysteme, Zubehörteile und Software zur Unterstützung Ihrer Schraubenprüfanforderungen in jeder Phase der Automobilproduktion.

Vertrieb kontaktieren, um Ihre Anwendung mit unserem Team zu besprechen.

Prüfung mit hohen Dehnraten für Fügeanwendungen im Automobilbereich


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Prüfung mit hohen Dehnraten für Fügeanwendungen im Automobilbereich

Die Herausforderung

Schweißen und Schrauben sind weit verbreitete Techniken zum Fügen von Metallkomponenten, während Klebstoffe als kostengünstigere Fügemethode immer beliebter werden, da sie eine bessere Reduzierung von Vibrationsgeräuschen bieten und die Ästhetik von Fahrzeugen verbessern. Die ständige Nachfrage nach neuen Materialien, die leichter oder fester sind, erfordert Fortschritte bei den Fügetechniken, die das Fügen neuer Materialkombinationen ermöglichen und potenzielle Beiträge zum allgemeinen Leichtbau eines Fahrzeugs leisten. Materialien weisen unter Bedingungen mit hohen Dehnraten ein unterschiedliches Verhalten auf. Durch die Untersuchung von Materialien und deren entsprechenden gefügten Strukturen bei verschiedenen Dehnraten sind Ingenieure daher in der Lage, die Vorzüge neuer Materialien und Fügetechniken gegenüber etablierten Methoden bei Crash-Einschlägen zu verstehen sowie bestehende Crash-Simulationen zu validieren und zu verbessern.

Unsere Lösung

Um die Untersuchung von gefügten Strukturen bei Stößen mit hoher Dehnrate zu ermöglichen, bietet Instron eine breite Palette an Zubehör an, das die Montage verschiedener Strukturen erlaubt, einschließlich versetzter Montagen und kundenspezifischer Vorrichtungen. Instron VHS umfasst außerdem einen hochsteifen Rahmen, der für eine höhere Wiederholgenauigkeit und eine höhere Systemresonanz sorgt. T-Nut-Tische gehören bei allen VHS-Systemen zum Standard für eine einfache Montage von Komponenten und bieten eine zuverlässige und voll integrierte Lösung für Prüfungen mit hohen Dehnraten, die intuitiv zu bedienen ist.

Instron High Strain Rate VHS Testing System with Fast Jaw Grips

Ganz gleich, ob Sie neue Fügetechnologien bewerten, Crash-Simulationen validieren oder die Leistung von Schweiß-, Bolzen- und Klebeverbindungen unter Aufprallbedingungen vergleichen – Instron verfügt über die Systeme und das Fachwissen, um Ihre Anwendung zu unterstützen.

Vertrieb kontaktieren, um Ihre Anforderungen an Prüfungen mit hohen Dehnraten mit unserem Team zu besprechen.

Zugprüfung von Kunststoffschweißverbindungen

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Zugprüfung von Kunststoffschweißverbindungen für Automobilanwendungen

Da immer mehr Fahrzeugkomponenten aus Kunststoff gefertigt werden, müssen Prüfungen durchgeführt werden, um sicherzustellen, dass die verschiedenen Kunststoffkomponenten fest miteinander verbunden bleiben. Von Armaturenbrettern bis hin zu Tankdeckeln finden sich polymere Werkstoffe von Nylon bis Polypropylen im gesamten Fahrzeug. Neben traditionellen Klebeverfahren werden Kunststoffschweißtechniken wie Vibrations- und Laserschweißen eingesetzt, um verschiedene Kunststoffkomponenten zu verbinden. Um sicherzustellen, dass die Verbindungen ausreichend fest sind, können sowohl während der Produktentwicklung als auch in der Qualitätskontrolle Zugprüfungen durchgeführt werden.

Probenhalterung

Die Herausforderung

Die Prüfung von Verbundmaterialien kann oft zu Herausforderungen bei der Einspannung führen. Die Probenenden liegen häufig nicht auf einer geraden Linie, was zu einer außermittigen Belastung und ungenauen Ergebnissen führen kann.

Unsere Lösung

Die manuellen Schraubspannzeuge sowie die pneumatischen Probenhalter für 5 kN und 10 kN von Instron können versetzt eingestellt werden, um sicherzustellen, dass sich der Verbindungsbereich in der Mitte des Laststrangs befindet und die Last axial aufgebracht wird. Beide Arten von Spannzeugen können mit einer Vielzahl verschiedener Spannbacken ausgestattet werden, die für fast jedes Material geeignet sind. Für die Prüfung von Proben, die mit herkömmlichen Methoden nicht eingespannt werden können, bietet Instron Komponenten-Prüfplatten und T-Nut-Tische an, die es dem Bediener ermöglichen, Proben jeder Form und Größe zu fixieren.

Instron T-slot table with component mounting fixture for tensile testing of plastic welded automotive assemblies

Ganz gleich, ob Sie Prüfmethoden für ein neues Kunststoffschweißverfahren entwickeln oder Qualitätskontrollen an verbundenen Kunststoffbaugruppen durchführen, Instron bietet die Einspannlösungen und Prüfsysteme zur Unterstützung Ihrer Anwendung.

Kontaktieren Sie den Vertrieb, um Ihre Anforderungen an die Prüfung von Kunststoffschweißverbindungen mit unserem Team zu besprechen.

Klebstoffprüfung für Automobilanwendungen

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Klebstoffprüfung für Automobilanwendungen

Da der Leichtbau die Vielfalt der im Automobildesign verwendeten Materialien erhöht, wächst auch der Bedarf an zuverlässigen Verbindungslösungen. Die Klebstofffügetechnik bietet eine vielseitige Alternative zu herkömmlichen mechanischen Befestigungselementen – sie ermöglicht das Verbinden unterschiedlicher Materialien, verbessert die Ästhetik, reduziert Geräusche und Vibrationen (NVH) und senkt die Herstellungskosten. Eine sorgfältige Qualifizierung und Qualitätskontrolle sind jedoch unerlässlich, um zuverlässige, wiederholbare Ergebnisse unter allen Betriebsbedingungen zu gewährleisten.

Dynamische und statische Klebstoffprüfung

Die Herausforderung

Da Klebstoffe in immer anspruchsvolleren Automobilanwendungen eingesetzt werden, wächst der Bedarf, ihr statisches und Ermüdungsverhalten unter verschiedenen Umgebungsbedingungen zu verstehen.

Eine Vielzahl von Techniken kann eingesetzt werden, um die mechanischen Eigenschaften (z. B. Festigkeit und Steifigkeit) von Klebeverbindungen zu prüfen. Die Messung der Festigkeit einer Klebeverbindung zwischen starren Teilen wird üblicherweise mittels einer Überlappungsscherprüfung durchgeführt. Verschiedene Formen von Schälprüfungen werden verwendet, um die Festigkeit von Verbindungen zwischen flexiblen und starren/flexiblen Teilen zu messen.

Bruchzähigkeitsprüfungen werden eingesetzt, um das Risswachstum in geklebten Verbindungen unter statischer und Ermüdungsbelastung zu untersuchen. Die Ergebnisse von Bruchzähigkeitsprüfungen können ein besseres Verständnis der Adhäsionsmechanismen und der Ursachen für das Versagen von Verbindungen liefern.

Die Lösung

Die elektromechanischen und dynamischen Prüfmaschinen von Instron eignen sich hervorragend für alle Arten der Klebeverbindungsprüfung. Eine Reihe von Spannzeugen und Vorrichtungen ist verfügbar, um die Festigkeit von Klebstoffen zu bewerten. Prüfungen an Überlappungsscherproben werden üblicherweise entweder mit Keilspannzeugen, schraubbetätigten Seitenspannzeugen oder pneumatischen Spannzeugen durchgeführt. Zu den Schälprüfvorrichtungen gehören Schwimmrollen- und Drehradtypen. Spezielle Vorrichtungen wie die Klettertrommel-Schälvorrichtung sind für die Prüfung von Klebeverbindungen in Sandwichkernmaterialien erhältlich. Die Software Bluehill® Universal ist ideal für statische Klebstoffprüfungen, und ein optionales Klebstoff-Anwendungsmodul enthält eine Reihe vorkonfigurierter Prüfmethoden nach ASTM-, EN- und ISO-Standards.

Ermüdungsprüfungen an Klebeverbindungen können auf dynamischen Maschinen mit ermüdungsfesten mechanischen oder hydraulischen Spannzeugen durchgeführt werden. Klebstoffe werden oft unter verschiedenen Umgebungsbedingungen geprüft; in diesem Fall stehen Instron Umweltsimulationskammern zur Verfügung.

Instron lap-shear test fixture gripping an adhesive bonded specimen for automotive adhesive joint strength testing

Schlagprüfung von Klebstoffen

Die Herausforderung

Mit der Weiterentwicklung des Automobildesigns ersetzen Klebstoffe zunehmend mechanische Befestigungselemente als konventionelle Lösung zum Verbinden vieler Metalle, Kunststoffe, Gummis und Gläser. Speziell formulierte Klebstoffe, die zum Verkleben von Strukturrahmenbaugruppen, Windschutzscheiben und anderen Komponenten verwendet werden, können eine verbesserte Ästhetik, reduzierte Geräusche und Vibrationen (NVH) sowie geringere Herstellungskosten bieten. Mit dem zunehmenden Einsatz von Klebstoffen müssen Automobil- und Klebstofflieferanten jedoch neue Prüfprotokolle entwickeln, um die strukturelle Integrität der Verbindungen unter allen möglichen Feldbedingungen zu gewährleisten. Aufprallkräfte bei einem Unfall können dazu führen, dass verklebte Bereiche des Rahmens oder der Windschutzscheibe versagen, was zu schweren Verletzungen der Fahrzeuginsassen führen kann.

Die Lösung

Automobil- und Klebstofflieferanten verwenden üblicherweise die ISO 11343 Keilschäl-Schlagprüfmethode, um die relativen Auswirkungen verschiedener Produkt- und Prozessvariablen auf die Schlagleistung zu vergleichen. Instron hat sowohl Standard- als auch kundenspezifische Prüfkonfigurationen auf Basis der ISO 11343 entwickelt. Dazu gehört eine einzigartige Stützvorrichtung und Schlaganordnung, um Windschutzscheibenproben, die mit Karosseriekomponenten verklebt sind, zu beaufschlagen. Dieses Schlagprüfsystem, verpackt mit einer Instron Thermostatkammer, ermöglicht Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen, mit verschiedenen Materialzusammensetzungen, Aushärtebedingungen und Temperaturen zu experimentieren, um die Produktleistung zu optimieren und staatliche Vorschriften einzuhalten.

Instron ISO 11343 wedge-peel impact test fixture for automotive adhesive bond impact strength testing

Ob Sie eine neue Klebstoffformulierung qualifizieren, Prüfprotokolle für eine strukturelle Klebeanwendung entwickeln oder die Einhaltung von ASTM-, EN- oder ISO-Standards sicherstellen möchten – Instron verfügt über die Prüfsysteme, Vorrichtungen und Software, um Ihre Anwendung zu unterstützen.

Kontaktieren Sie den Vertrieb, um Ihre Anforderungen an die Klebstoffprüfung mit unserem Team zu besprechen.