DE102014012449A1 - Method of adhesive tensile testing - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Haftzugprüfung einer Beschichtung (9) auf einem Substrat (8) mit wenigstens einem Stempel (1), welcher mit einer Oberfläche der Beschichtung (9) verbunden und dann zusammen mit der Beschichtung (9) unter Auswertung der Maximalkraft abgezogen wird. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Stempel (1) mittels eines Stempelhalters (5) in einer definierten Position zu der Oberfläche der Beschichtung (9) positioniert wird, wonach der wenigstens eine Stempel (1) mit der Oberfläche des Beschichtung (9) verbunden wird, wonach der Stempelhalter (5) entfernt und eine Positionsscheibe (13) um den Stempel (1) positioniert wird, und wonach der Abzug des Stempels (1) mit einer Abziehvorrichtung (21) erfolgt.The invention relates to a method for adhesive tensile testing of a coating (9) on a substrate (8) with at least one punch (1), which is connected to a surface of the coating (9) and then removed together with the coating (9) under evaluation of the maximum force becomes. The method according to the invention is characterized in that the at least one punch (1) is positioned by means of a punch holder (5) in a defined position relative to the surface of the coating (9), after which the at least one punch (1) is in contact with the surface of the coating ( 9), after which the punch holder (5) is removed and a positional disc (13) is positioned around the punch (1), and then the withdrawal of the punch (1) is effected with a puller (21).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Haftzugprüfung nach der im Oberbegriff von Anspruch 1 näher definierten Art. Außerdem betrifft die Erfindung die Verwendung eines derartigen Verfahrens.The invention relates to a method for adhesion test according to the closer defined in the preamble of claim 1. Art Furthermore, the invention relates to the use of such a method.

Verfahren zur Prüfung einer Haft- und Schichtfestigkeit einer auf einem Substrat aufgebrachten Oberflächenschicht, welche im Allgemeinen auch als Haftzugprüfung bezeichnet werden, sind aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt. Bei derartigen Verfahren wird typischerweise ein Stempel auf der zu prüfenden Oberfläche angebracht, insbesondere mit der Oberfläche verklebt und anschließend abgezogen, wobei die Maximalkraft, bis die Beschichtung, auf welcher der Stempel angebracht ist, sich von dem Substrat löst, ausgewertet wird. Bei sehr guter Anhaftung der Beschichtung auf dem Substrat kann es dabei auch zu einem Bruch des Klebers kommen. Da dessen Zugfestigkeit typischerweise bekannt ist, kann bei einer Maximalkraft, welche den Bruch des Klebers verursacht, davon ausgegangen werden, dass die Beschichtung bis zu dieser Maximalkraft sehr gut anhaftet. Die entsprechenden Verfahren sind sehr gut geeignet, um die Haftung einer Beschichtung auf einem Substrat zu prüfen.Methods for testing the adhesion and layer strength of a surface layer applied to a substrate, which are also generally referred to as adhesion tensile testing, are known from the general state of the art. In such methods, a stamp is typically applied to the surface to be tested, in particular adhesively bonded to the surface, and subsequently peeled off, the maximum force being evaluated until the coating on which the stamp is attached, separates from the substrate. With very good adhesion of the coating on the substrate, it can also lead to a breakage of the adhesive. Since its tensile strength is typically known, with a maximum force causing the breakage of the adhesive, it can be considered that the coating adheres very well to this maximum force. The corresponding methods are very well suited to check the adhesion of a coating on a substrate.

In der Praxis kann insbesondere das Verkleben des Stempels mit der Beschichtung gegebenenfalls schwierig sein. Aus diesem Grund ist in der DE 10 2013 013 161 A1 ein Verfahren beschrieben, bei dem anstelle einer Verklebung ein Auflöten des Stempels auf die Beschichtung beschrieben ist. Hierdurch werden beim Kleben gegebenenfalls auftretende Nachteile verhindert.In practice, in particular the bonding of the stamp with the coating may possibly be difficult. That is why in the DE 10 2013 013 161 A1 describes a method in which, instead of a bond, a soldering of the stamp on the coating is described. As a result, any disadvantages are prevented when gluing.

Ein weiteres Problem, welches sich in der Praxis aufgetan hat, ist die Tatsache, dass, insbesondere bei gekrümmten oder gebogenen Oberflächen der Beschichtung, die Anordnung der Stempel etwas schwierig ist, da diese typischerweise von Hand erfolgt. Im Ergebnis ist es dann so, dass die Stempel teilweise nicht exakt senkrecht über der Oberfläche bzw. senkrecht über der Tangente auf der Oberfläche liegen. Hierdurch kann es zu einem schrägen Anhaften der Stempel kommen. Beim Abziehen der Stempel führt dies zu Kraftkomponenten, welche schräg zur Oberfläche verlaufen und welche letztlich die Messergebnisse stark beeinträchtigen. Auch ist es so, dass der Vorgang des Abziehens selbst, insbesondere bei nicht ebenen Oberflächen der Beschichtung, häufig in einem Winkel zur Oberfläche bzw. ihrer Tangente erfolgt, da eine präzise Ausrichtung einer typischerweise zum Abziehen der Stempel genutzten Vorrichtung nicht oder nur schwer möglich ist. Auch dies führt, insbesondere wenn die Stempel ohnehin schon nicht exakt senkrecht gegenüber der Oberfläche bzw. ihrer Tangente aufgebracht waren, ebenfalls zu einer Verfälschung der Messergebnisse.Another problem that has been encountered in practice is the fact that, particularly with curved or curved surfaces of the coating, the placement of the punches is somewhat difficult as it is typically done by hand. As a result, it is then the case that the punches are partially not exactly perpendicular to the surface or perpendicular to the tangent on the surface. This can lead to an oblique adherence of the stamp. When removing the stamp, this leads to force components which run obliquely to the surface and which ultimately greatly affect the measurement results. Also, the process of stripping itself, especially with non-planar surfaces of the coating, is often at an angle to the surface or its tangent, as precise alignment of a device typically used to strip the stamps is not or only possible with difficulty , Also, this leads, in particular if the stamp were not already applied exactly perpendicular to the surface or its tangent, also to a falsification of the measurement results.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, dieser Problematik abzuhelfen und ein Verfahren zur Haftzugprüfung anzugeben, welches zuverlässige und sehr gut reproduzierbare Ergebnisse liefert.The object of the present invention is now to remedy this problem and to provide a method for adhesive tensile test, which provides reliable and very well reproducible results.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen. Außerdem ist eine bevorzugte Verwendung des Verfahrens angegeben.According to the invention this object is achieved by a method having the features in claim 1. Advantageous embodiments and further developments of the method according to the invention will become apparent from the dependent claims. In addition, a preferred use of the method is given.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorgesehen, dass der oder die Stempel mittels eines Stempelhalters in einer definierten Position zu der Oberfläche der Beschichtung positioniert werden. Danach werden die Stempel mit der Oberfläche der Beschichtung verbunden und der Stempelhalter wird entfernt. Eine Positionsscheibe wird um die Stempel positioniert und anschließend erfolgt der Abzug der Stempel mittels der Abziehvorrichtung. Der Stempelhalter zur exakten Positionierung der Stempel erlaubt dabei sowohl eine örtliche Positionierung der Stempel auf der Oberfläche der Beschichtung als auch eine exakte Positionierung der Stempel in ihrem Winkel gegenüber der Oberfläche, vorzugsweise in einem Winkel senkrecht zur Oberfläche oder einer in der Mitte der Berührungsfläche zwischen dem Stempel und der Oberfläche der Beschichtung liegenden Tangente. Die Stempel verbleiben während dem Verbinden der Stempel mit der Oberfläche der Beschichtung mit dem Stempelhalter, sodass ihre Position auch beim Verbinden exakt eingehalten wird und damit die Stempel exakt in der gewünschten Position hinsichtlich Ort und Winkellage gegenüber der Oberfläche der Beschichtung mit dieser verbunden werden. Erst danach wird der Stempelhalter entfernt und eine Positionsscheibe wird um die Stempel positioniert, um so über die Positionsscheibe eine Ausrichtung der Abziehvorrichtung zu ermöglichen und damit den Abzug der Stempel in der gewünschten Art und Weise, insbesondere exakt in der vorgegebenen Position und dem erforderlichen Abzugswinkel, zu realisieren.In the method according to the invention, it is provided that the punch or punches are positioned by means of a punch holder in a defined position relative to the surface of the coating. Thereafter, the punches are bonded to the surface of the coating and the punch holder is removed. A positional disc is positioned around the punches, and then the punches are removed by means of the puller. The punch holder for exact positioning of the stamp allows both a local positioning of the stamp on the surface of the coating and an exact positioning of the stamp in its angle to the surface, preferably at an angle perpendicular to the surface or in the middle of the contact surface between the Stamp and the surface of the coating lying tangent. The stamp remain during the connection of the stamp with the surface of the coating with the punch holder, so that their position is maintained exactly during bonding and thus the stamp are exactly in the desired position in terms of location and angular position relative to the surface of the coating connected to this. Only then is the punch holder removed and a positional disc is positioned around the punches so as to permit alignment of the puller over the positional disc and thus the withdrawal of the punches in the desired manner, particularly precisely in the predetermined position and the required trigger angle. to realize.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird dafür die Abzugsvorrichtung auf der Positionsscheibe angeordnet und stützt sich während des Abzugs des Stempels auf dieser Positionsscheibe ab, um so exakt den Ort und die Winkellage einzuhalten, welche für bestmögliche und reproduzierbare Messergebnisse geeignet ist.According to a very advantageous development of the method according to the invention, the withdrawal device is arranged on the position disc and is supported during the withdrawal of the stamp on this position disc, so as to precisely comply with the location and the angular position, which is suitable for the best possible and reproducible measurement results.

Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht es nun ferner vor, dass die Positionierung der Positionsscheibe mittels eines Adapters erfolgt, welcher auf den Stempel aufgeschraubt wird und über einen Konus dabei mit einem Konus der Positionsscheibe zusammenwirkt, um diese zuverlässig gegenüber dem Stempel zu positionieren. Der mit der Oberfläche verbundenen Stempel selbst, welcher aufgrund des Einsatzes des Stempelhalters sehr exakt hinsichtlich Ort und Winkellage mit der Oberfläche verbunden ist, wird also zur Ausrichtung und Positionierung der Positionsscheibe verwendet. Auf den Stempel wird hierzu ein typischerweise ohnehin benötigter Adapter locker aufgeschraubt, über welchen später insbesondere die Abziehvorrichtung über den Adapter am Stempel angreift. Dieser Adapter ist nun mit einem entsprechenden Konus versehen. In der Positionsscheibe befindet sich ein geeigneter Gegenkonus, sodass beim Aufschrauben des Adapters auf den Stempel durch das Zusammenwirken der beiden Koni eine sichere und zuverlässige Positionierung der Positionsscheibe gegenüber dem Stempel erfolgt. Die Abziehvorrichtung stützt sich dann gemäß der bereits beschriebenen vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens die Abziehvorrichtung auf dieser Positionsscheibe ab, so ist ihre exakte Position gegenüber der Oberfläche der Beschichtung und dem Stempel in jedem Fall einfach und effizient gewährleistet, ohne dass hierfür ein großer Messaufwand beim Positionieren der Abziehvorrichtung notwendig wäre.Another very advantageous embodiment of the method according to the invention, it now further provides that the positioning of the position of the disc is effected by means of an adapter which is screwed onto the punch and a cone there cooperates with a cone of the position disc to position them reliably relative to the punch. The stamp associated with the surface itself, which is due to the use of the punch holder very precisely connected in terms of location and angular position with the surface, so it is used for alignment and positioning of the position plate. For this purpose, a typically anyway required adapter is loosely screwed onto the stamp, via which later in particular the removal device acts on the stamp via the adapter. This adapter is now provided with a corresponding cone. In the position disc is a suitable counter-cone, so that when screwing the adapter on the stamp by the interaction of the two Koni a secure and reliable positioning of the position disc relative to the stamp takes place. The extractor is then supported in accordance with the already described advantageous development of the method, the puller on this position disc, so their exact position relative to the surface of the coating and the stamp in any case easily and efficiently ensured, without requiring a large measurement effort in positioning the Puller would be necessary.

Eine weitere sehr günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es außerdem vorsehen, dass die Stempel nach ihrer Positionierung auf der Oberfläche der Beschichtung bis zu einem Anschlag zwischen den Stempeln und dem Stempelhalter von dieser Oberfläche abgehoben werden, um einen definierten Spalt zur Verbindung der Stempel mit der Oberfläche der Beschichtung zu schaffen. Ein solches Abheben der Stempel in ihrem Stempelhalter bis zu einem vordefinierten Anschlag ermöglicht das Einrichten eines sehr exakten Spalts zwischen den Stempeln und der Oberfläche der Beschichtung. Dieser Spalt kann dann mit geeigneten Materialien gefüllt werden, um die Stempel an der Oberfläche der Beschichtung anzubringen, beispielsweise einem geeigneten Kleber, wobei selbstverständlich auch ein Löten denkbar ist. Insbesondere die exakte Spaltbreite, welche gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens insbesondere durch ein Anheben der Stempel mittels Magneten bis zu ihrem Anschlag erfolgen kann, ist jedoch für ein Kleben besonders gut geeignet. Die Spalte können dann nämlich einfach und effizient mit dem Kleber verfüllt werden, sodass sich eine exakt definierte Klebeschicht, welche letztlich von den Anschlägen zwischen den Stempeln und dem Stempelhalter abhängt und durch eine geeignete Wahl dieser Anschläge in der gewünschten Art und Weise eingestellt werden kann, ausbildet. Die Magnete werden dann nach dem Aushärten des Klebers wieder abgenommen.Another very favorable embodiment of the method according to the invention can also provide that the stamp are lifted after positioning on the surface of the coating to a stop between the punches and the punch holder from this surface to a defined gap for connecting the stamp with the Surface of the coating to create. Such lifting of the punches in their punch holder up to a predefined stop allows the establishment of a very exact gap between the punches and the surface of the coating. This gap can then be filled with suitable materials in order to attach the punches to the surface of the coating, for example a suitable adhesive, it being understood that brazing is also conceivable. In particular, the exact gap width, which can be done according to an advantageous embodiment of the method, in particular by lifting the stamp by means of magnets to its stop, however, is particularly well suited for gluing. Namely, the gaps can then be easily and efficiently filled with the adhesive, so that a precisely defined adhesive layer, which ultimately depends on the stops between the punches and the punch holder and can be adjusted by a suitable choice of these stops in the desired manner, formed. The magnets are then removed again after the adhesive has cured.

Eine weitere sehr günstige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht es außerdem vor, dass die Abziehvorrichtung den Stempel über einen am Stempel angebrachten, insbesondere angeschraubten Adapter greift, wobei dieser Adapter, in vorteilhafter Weise, wie oben bereits beschrieben, auch zur Positionierung der Positionsscheibe dient. Dieser Aufbau ist besonders einfach hinsichtlich der Tatsache, dass ein und dieselbe Abziehvorrichtung mit verschiedenen Stempeln verwendet werden kann, da potenziell unterschiedliche Formen und Durchmesser der Stempel durch den mit den Stempeln verbundenen Adapter an die jeweilige Abziehvorrichtung angepasst werden können.Another very favorable embodiment of the method according to the invention also provides that the removal device engages the punch via a mounted on the punch, in particular screwed adapter, said adapter, in an advantageous manner, as already described above, also serves for positioning the position disc. This construction is particularly simple in view of the fact that one and the same puller can be used with different punches, since potentially different shapes and diameters of the punches can be adapted to the respective puller by the adapter connected to the punches.

Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Haftzugprüfung auf gekrümmten Oberflächen, insbesondere beschichteten Innenflächen von Zylindern, da insbesondere auf solchen gekrümmten Oberflächen eine exakte Ausrichtung der Stempel typischerweise schwierig ist und deshalb durch die erfindungsgemäße Verwendung eines Stempelhalters sehr stark vereinfacht werden kann. Dementsprechend sieht die bevorzugte Verwendung den Einsatz des Verfahrens zur Haftzugprüfung auf gekrümmten Oberflächen, insbesondere beschichteten Innenflächen von Zylindern, vor. Insbesondere bei thermisch gespritzten, vorzugsweise durch Lichtbogendrahtspritzen aufgetragenen Schichten, beispielsweise auf den Innenflächen von Zylindern einer Brennkraftmaschine, ist eine möglichst exakte Kenntnis der Anhaftung der Schicht auf dem Substrat von entscheidendem Vorteil für die Bauteilentwicklung und Qualitätssicherung. Dementsprechend sieht es eine besonders bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgemäßen Verwendung vor, dass das Verfahren zur Haftzugprüfung zur Prüfung einer Beschichtung, welche durch thermisches Spritzen aufgebracht ist, eingesetzt wird.The method is particularly suitable for adhesive tensile testing on curved surfaces, in particular coated inner surfaces of cylinders, since an exact alignment of the stamp is typically difficult especially on such curved surfaces and therefore can be greatly simplified by the inventive use of a stamp holder. Accordingly, the preferred use provides for the use of the method of adhesive pull on curved surfaces, especially coated inner surfaces of cylinders. Particularly in the case of thermally sprayed layers, preferably applied by electric arc wire spraying, for example on the inner surfaces of cylinders of an internal combustion engine, the most accurate knowledge of the adhesion of the layer to the substrate is of decisive advantage for component development and quality assurance. Accordingly, it provides a particularly preferred development of the use according to the invention that the method for adhesive tensile test for testing a coating which is applied by thermal spraying, is used.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie seiner Verwendung ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.Further advantageous embodiments and further developments of the method according to the invention and its use also result from the exemplary embodiment, which is described in more detail below with reference to the figures.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine Seitenansicht eines Stempels für die Haftzugprüfung; 1 a side view of a stamp for the adhesion test;

2 einen Stempelhalter in isometrischer Ansicht; 2 a punch holder in isometric view;

3 eine Schnittansicht des Stempelhalters; 3 a sectional view of the punch holder;

4 eine prinzipmäßige Schnittdarstellung eines Stempelhalters mit eingesetzten Stempeln auf dem zu prüfenden Bauteil; 4 a principle sectional view of a punch holder with stamps inserted on the component to be tested;

5 eine Positionsscheibe in isometrischer Ansicht von unten; 5 a positional disc in isometric view from below;

6 eine Schnittdarstellung der Positionsscheibe; 6 a sectional view of the position disc;

7 eine Schnittdarstellung eines Adapters zur Verbindung mit dem Stempel; und 7 a sectional view of an adapter for connection with the stamp; and

8 eine angedeutete Abziehvorrichtung zusammen mit Positionsscheibe, Stempel und Adapter auf einem zu prüfenden Bauteil. 8th an indicated puller together with position plate, punch and adapter on a component to be tested.

In der Darstellung der 1 ist in einer Seitenansicht ein Stempel 1 für ein Verfahren zur Haftzugprüfung zu erkennen. Der Stempel 1 weist in seinem unteren Bereich eine Stempelfläche 2 auf, welche mit einer auf einem Substrat 8 aufgebrachten Beschichtung 9 verbunden werden kann. Seitlich an dem Stempel 1 befinden sich zwei Anschläge 3, auf deren Funktion später noch eingegangen wird. In dem in 1 oberen Bereich des Stempels 1 ist ein Gewinde 4 dargestellt, über welches der Stempel 1 beispielsweise mit einem später noch näher beschriebenen Adapter 18 verschraubt werden kann, um den Stempel 1 von der zu prüfenden Oberfläche abzuziehen.In the presentation of the 1 is a stamp in a side view 1 to recognize for a procedure for the adhesion tensile test. The Stamp 1 has a stamp area in its lower area 2 on which one with on a substrate 8th applied coating 9 can be connected. Laterally on the stamp 1 There are two stops 3 , whose function will be discussed later. In the in 1 upper area of the stamp 1 is a thread 4 represented, over which the stamp 1 for example, with an adapter described in more detail later 18 can be screwed to the stamp 1 remove from the surface to be tested.

In der Darstellung der 2 ist in isometrischer Ansicht und in der Darstellung der 3 im Schnitt ein Stempelhalter 5 zu erkennen. Der Stempelhalter 5 soll für die Haftzugprüfung an einer gekrümmten Oberfläche, insbesondere der Innenfläche eines Zylinders, ausgebildet sein. In der Darstellung der 2 ist der Stempelhalter 5 von unten zu erkennen, wobei dieser Stempelhalter 5 vier einzelne mit 6 bezeichnete Öffnungen zur Aufnahme der Stempel 1 aufweist. Außerdem hat der Stempelhalter 5 zwei mit 7 bezeichnete Anlageflächen zur exakten Positionierung an dem zu prüfenden Bauteil. In dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel soll dieses Bauteil die Innenfläche eines Zylinders sein. Der Zylinder selbst bzw. sein Substrat ist in der Darstellung der 4 mit dem Bezugszeichen 8 bezeichnet, seine nicht näher dargestellte Oberfläche mit der Beschichtung trägt das Bezugszeichen 9. Die Anlageflächen 7 des Stempelhalters 5 sind so ausgebildet, dass sie in ihrer Krümmung zum Innendurchmesser des Zylinders passen und eine exakte Positionierung ermöglichen. An einem Ende des Stempelhalters 5, beispielsweise in der Darstellung der 2 hinten, kann außerdem ein Anschlag angeschraubt werden, um so den Stempelhalter 5 an einer Stirnseite des Substrats 8 des Zylinders anzuschlagen und so die einzelnen Stempel 1 exakt zu positionieren.In the presentation of the 2 is in isometric view and in the representation of 3 on average a punch holder 5 to recognize. The stamp holder 5 should be designed for the adhesion test on a curved surface, in particular the inner surface of a cylinder. In the presentation of the 2 is the punch holder 5 to recognize from below, this punch holder 5 four single with 6 designated openings for receiving the stamp 1 having. In addition, the punch holder has 5 two with 7 designated contact surfaces for exact positioning on the component to be tested. In the in 4 illustrated embodiment, this component is to be the inner surface of a cylinder. The cylinder itself or its substrate is in the representation of 4 with the reference number 8th denotes, not shown surface with the coating bears the reference numeral 9 , The contact surfaces 7 of the stamp holder 5 are designed so that they fit in their curvature to the inner diameter of the cylinder and allow exact positioning. At one end of the stamp holder 5 , for example in the representation of 2 Rear, can also be screwed on a stop, so the punch holder 5 on an end face of the substrate 8th to strike the cylinder and so the individual stamp 1 to position exactly.

Die einzelnen Stempel 1 sind in der Darstellung der 4 in den Stempelhalter 5 eingesetzt. Über aufgesetzte Magnete 10 werden die Stempel, welche aus magnetischem Material, wie beispielsweise einer Eisenlegierung, hergestellt sind, bis zu den Anschlägen 3 in Richtung des Stempelhalters 5 angehoben, wobei zwischen dem Magnet 10 und dem Stempel 1 ein mit 11 bezeichneter Spalt verbleibt, um eine sichere und zuverlässige Anlage ausschließlich im Bereich der Anschläge 3 mit dem Stempelhalter 5 zu erreichen. Hierdurch wird es möglich, dass ein Luftspalt 12 zwischen der Beschichtung 9 und der Stempelfläche 2 des Stempels 1 exakt abgebildet werden kann. Dieser Spalt 12 kann nun vorzugsweise mit einem Kleber gefüllt werden, sodass sich durch den beschriebenen Aufbau immer eine exakte Position der Stempel 1 gegenüber der Oberfläche der Beschichtung 9 ergibt und gleichzeitig eine exakt definierte Schichtdicke des Klebers zur Befestigung der Stempel 1 auf der Beschichtung 9 realisiert werden kann. Der Kleber kann anschließend beispielsweise in an sich bekannter Art und Weise thermisch, chemisch oder gegebenenfalls auch durch eine über UV-Licht inizierte Vernetzung ausgehärtet werden. Die Magnete 10 bleiben in ihrer Position, solange der Kleber aushärtet. Der Stempelhalter 5 kann danach kraftfrei von den mit der Beschichtung 9 verklebten Stempeln 1 abgehoben werden.The single stamp 1 are in the presentation of 4 in the punch holder 5 used. Over mounted magnets 10 For example, the punches made of magnetic material such as an iron alloy are up to the stops 3 in the direction of the punch holder 5 raised, being between the magnet 10 and the stamp 1 one with 11 designated gap remains to a safe and reliable investment exclusively in the field of attacks 3 with the punch holder 5 to reach. This makes it possible for an air gap 12 between the coating 9 and the stamp area 2 of the stamp 1 can be shown exactly. This gap 12 can now preferably be filled with an adhesive, so that by the described structure always an exact position of the punch 1 opposite the surface of the coating 9 results and at the same time a precisely defined layer thickness of the adhesive for fixing the stamp 1 on the coating 9 can be realized. The adhesive can then be cured, for example, in a manner known per se thermally, chemically or, if appropriate, also by means of crosslinking induced by UV light. The magnets 10 stay in position as long as the glue hardens. The stamp holder 5 can then force-free of those with the coating 9 glued stamps 1 be lifted off.

Beim Aushärten des Klebers kann ein Kleberüberschuß über der Fläche des Stempels 1 an der Oberfläche der Beschichtung 9 entstehen. Dieser Kleberüberschuß soll entfernt werden, wenn eine definierte Abzugsfläche gewünscht ist. Zur Entfernung des Kleberüberschußes kann eine Nut an der Kontur des Stempels 1 angebracht werden, die am Gesamtumfang des Stempels 1 die Beschichtung 9 durchtrennt. Bei zylindrischen Stempeln 1 kann vorzugsweise eine ringförmige Nut, zum Beispiel durch Einsatz eines Rillensenkers, angebracht werden. Zur Erhöhung der Standzeit weist ein geeigneter Rillensenker vorzugsweise mindestens 5 Schneidzähne auf.As the adhesive cures, there may be an excess of adhesive over the surface of the punch 1 on the surface of the coating 9 arise. This glue surplus should be removed if a defined deduction area is desired. To remove the adhesive excess, a groove on the contour of the punch 1 attached to the total circumference of the stamp 1 the coating 9 severed. For cylindrical punches 1 For example, an annular groove can be attached, for example by using a groove counterbore. To increase the service life, a suitable groove counter preferably has at least 5 Cutting teeth on.

In der Darstellung der 5 ist in isometrischer Ansicht von unten eine Positionsscheibe 13 zu erkennen. Diese Positionsscheibe 13, welche auch in der Darstellung der 6 nochmals zu erkennen ist, weist ähnlich dem Stempelhalter 5 zwei mit 14 bezeichnete Anlageflächen auf, welche in dem angesprochenen Ausführungsbeispiel wiederum exakt den Durchmesser der Zylinderbohrung aufweisen. Dies ist insbesondere in der Schnittdarstellung der 6 zu erkennen, da hier mit strichpunktierter Linie der Durchmesser bzw. Radius der Zylinderbohrung auch außerhalb der Anlageflächen 14 angedeutet ist. Zentral weist die Positionsschiebe 13 eine Bohrung 15 auf, welche so groß ausgebildet ist, dass der Stempel 1 mit ausreichendem Spiel durch diese Bohrung 15 hindurch abgezogen werden kann. Außerdem weist die Positionsscheibe 13 einen mit 16 bezeichneten Konus auf. Dieser mit 16 bezeichnete Konus wirkt nun mit einem Konus 17 eines in seiner Gesamtheit in der Schnittdarstellung der 7 erkennbaren Adapters 18 zusammen. Dieser Adapter 18 wird über ein Innengewinde 19 locker auf das Gewinde 4 des Stempels 1 aufgeschraubt. Die zuvor über den Stempel 1 gelegte Positionsscheibe 13 kommt dann mit ihrem Konus 16 zum Eingriff mit dem entsprechenden Gegenkonus 17 des Adapters 18. Hierdurch wird die Positionsscheibe 15 zentriert und gegenüber dem Stempel 1 positioniert, sodass eine Oberfläche 20 der Positionsscheibe 13 sicher und zuverlässig parallel zur Tangente im Mittelpunkt der Anlage des Stempels 1 bzw. seiner Stempelfläche 2 zu liegen kommt.In the presentation of the 5 is a positional disc in an isometric view from below 13 to recognize. This positional disc 13 , which also in the representation of the 6 can be seen again, similar to the punch holder 5 two with 14 designated contact surfaces, which in turn have exactly the diameter of the cylinder bore in the embodiment mentioned. This is particularly in the sectional view of 6 to recognize, since here with dotted line the diameter or radius of the cylinder bore also outside the contact surfaces 14 is indicated. Central points the position slide 13 a hole 15 on, which is formed so large that the punch 1 with sufficient clearance through this hole 15 can be deducted through. In addition, the position disc points 13 one with 16 designated cone on. This one with 16 designated cone now works with a cone 17 one in its entirety in the sectional view of the 7 recognizable adapter 18 together. This adapter 18 is about an internal thread 19 loose on the thread 4 of the stamp 1 screwed. The previously over the stamp 1 placed position disc 13 then comes with her cone 16 for engagement with the corresponding counter-cone 17 of the adapter 18 , This will be the position disc 15 centered and opposite the stamp 1 positioned so that a surface 20 the positional disc 13 safe and reliable parallel to the tangent at the center of the punch 1 or its stamp surface 2 to come to rest.

In der Darstellung der 8 ist nun eine Abziehvorrichtung 21 angedeutet. Diese Abziehvorrichtung 21 wirkt mit dem Adapter 18 zusammen und kann den mit dem Adapter 18 verschraubten Stempel 1 von der Beschichtung 9 des Substrats 8 abziehen. Durch die Positionsscheibe 13 und das Abstützen der Abziehvorrichtung 21 über Stützelemente 22 auf der Oberfläche 20 der Positionsscheibe 13, ist dabei sichergestellt, dass die Stempel 1 exakt senkrecht nach oben abgezogen werden. Typischerweise wird die Abziehvorrichtung 21 nach dem Aufschrauben des Adapters 18, welcher zur Positionierung der Positionsscheibe 13 durch die zusammenwirkenden Koni 16, 17 nur leicht angelegt wird, verbunden. Nachdem eine Entriegelung betätigt ist, lässt sich über die Abziehvorrichtung 21 der jeweilige Stempel 1 definiert senkrecht zur Tangente seiner mittleren Anlagefläche nach oben abziehen und die dabei auftretenden Kräfte werden gemessen. Die auftretende Maximalkraft ist dann das Maß für die Haftfähigkeit der Beschichtung 9 am Substrat 8, wobei durch das beschriebene Verfahren und den beschriebenen Aufbau immer sichergestellt ist, dass reproduzierbare und zuverlässige Bedingungen für die Messung vorliegen.In the presentation of the 8th is now a puller 21 indicated. This puller 21 works with the adapter 18 together and can with the adapter 18 screwed stamp 1 from the coating 9 of the substrate 8th pull off. Through the position disc 13 and supporting the puller 21 via support elements 22 on the surface 20 the positional disc 13 , it is ensured that the stamp 1 be pulled exactly vertically upwards. Typically, the puller is 21 after screwing on the adapter 18 , which for positioning the position disc 13 through the cooperative Koni 16 . 17 only slightly applied, connected. After a release is actuated, can be via the puller 21 the respective stamp 1 defined perpendicular to the tangent of his average contact surface pull up and the forces occurring are measured. The occurring maximum force is then the measure of the adhesion of the coating 9 on the substrate 8th , Wherein the described method and the described structure always ensures that reproducible and reliable conditions for the measurement are present.

Der Aufbau lässt sich selbstverständlich auch auf andersartigen gekrümmten oder auch ebenen Oberflächen einsetzen. Hierfür müssen lediglich die entsprechenden Anlageflächen 7, 14 des Stempelhalters 5 und der Positionsscheibe 13 angepasst werden, was für den Fachmann eine einfache Maßnahme ist.Of course, the structure can also be used on other types of curved or flat surfaces. For this purpose, only the corresponding contact surfaces 7 . 14 of the stamp holder 5 and the position disc 13 be adapted, which is a simple measure for the skilled person.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

• DE 102013013161 A1 [0003] DE 102013013161 A1 [0003]

Claims (10)

Verfahren zur Haftzugprüfung einer Beschichtung (9) auf einem Substrat (8) mit wenigstens einem Stempel (1), welcher mit einer Oberfläche der Beschichtung (9) verbunden und dann zusammen mit der Beschichtung (9) unter Auswertung der Maximalkraft abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Stempel (1) mittels eines Stempelhalters (5) in einer definierten Position zu der Oberfläche der Beschichtung (9) positioniert wird, wonach der wenigstens eine Stempel (1) mit der Oberfläche des Beschichtung (9) verbunden wird, wonach der Stempelhalter (5) entfernt und wonach eine Positionsscheibe (13) um den Stempel (1) positioniert wird, und wonach der Abzug des Stempels (1) mit einer Abziehvorrichtung (21) erfolgt.Method for adhesive tensile testing of a coating ( 9 ) on a substrate ( 8th ) with at least one stamp ( 1 ) which is coated with a surface of the coating ( 9 ) and then together with the coating ( 9 ) is subtracted under evaluation of the maximum force, characterized in that the at least one stamp ( 1 ) by means of a punch holder ( 5 ) in a defined position to the surface of the coating ( 9 ), after which the at least one stamp ( 1 ) with the surface of the coating ( 9 ), after which the punch holder ( 5 ) and after which a positional disc ( 13 ) around the stamp ( 1 ), and then the withdrawal of the stamp ( 1 ) with a puller ( 21 ) he follows. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abziehvorrichtung (21) auf der Positionsscheibe (13) angeordnet wird, und sich während des Abzugs auf dieser abstützt.Method according to claim 1, characterized in that the removal device ( 21 ) on the position disc ( 13 ) is placed, and is supported during the deduction on this. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierung der Positionsscheibe (13) mittels eines Adapters (18) erfolgt, welcher auf dem Stempel (1) aufgeschraubt wird, und über einen Konus (17) dabei mit einem Konus (16) der Positionsscheibe (13) zusammenwirkt, um die Positionsscheibe (13) gegenüber dem Stempel (1) zu positionieren.Method according to claim 1 or 2, characterized in that the positioning of the positional disc ( 13 ) by means of an adapter ( 18 ), which on the stamp ( 1 ) is screwed on, and over a cone ( 17 ) with a cone ( 16 ) the positional disc ( 13 ) interacts with the positional disc ( 13 ) opposite the stamp ( 1 ). Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Stempel (1) nach seiner Positionierung auf der Oberfläche der Beschichtung (9) mit dem Stempelhalter (5) bis zu einem Anschlag (3) zwischen dem Stempel (1) und dem Stempelhalter (5) angehoben wird, um einen definierten Spalt (12) zur Verbindung des Stempels (1) mit der Oberfläche der Beschichtung (9) zu schaffen.Method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the at least one stamp ( 1 ) after its positioning on the surface of the coating ( 9 ) with the punch holder ( 5 ) up to a stop ( 3 ) between the stamp ( 1 ) and the punch holder ( 5 ) is raised to a defined gap ( 12 ) for connecting the stamp ( 1 ) with the surface of the coating ( 9 ) to accomplish. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Anheben des wenigstens einen Stempels (1) mittels eines Magneten (10) erfolgt.Method according to claim 4, characterized in that the lifting of the at least one stamp ( 1 ) by means of a magnet ( 10 ) he follows. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen dem Stempel (1) und der Oberfläche der Beschichtung (9) durch Löten oder bevorzugt durch Kleben erzeugt wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the connection between the stamp ( 1 ) and the surface of the coating ( 9 ) is produced by soldering or preferably by gluing. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass ein Kleberrückstand an der Oberfläche (9) der Beschichtung um den geklebten Stempel (1) entfernt wird, vorzugsweise derart, dass eine ringförmige Fräsnut um den geklebten Stempel (1) z. B. mit einem Rillensenker angebracht wird.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that an adhesive residue on the surface ( 9 ) of the coating around the glued stamp ( 1 ) is removed, preferably in such a way that an annular milling groove around the glued stamp ( 1 ) z. B. is attached with a groove counterbore. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Abziehvorrichtung (21) den Stempel (1) über einen an dem Stempel angebrachten, insbesondere angeschraubten, Adapter (18) greift.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the removal device ( 21 ) the stamp ( 1 ) via an attached to the stamp, in particular screwed, adapter ( 18 ) attacks. Verfahren nach Anspruch 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Adapter (18), über den die Abziehvorrichtung (21) den Stempel (1) greift, derselbe Adapter (18) verwendet wird, welcher auch zur Positionierung der Positionsscheibe (13) dient.Method according to claims 3 and 8, characterized in that as adapter ( 18 ), over which the puller ( 21 ) the stamp ( 1 ), the same adapter ( 18 ) which is also used to position the position 13 ) serves. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch seine Verwendung zur Haftzugprüfung auf gekrümmten Oberflächen, insbesondere auf thermisch beschichteten, vorzugsweise mittels Lichtbogendrahtspritzen beschichteten, Innenflächen von Zylindern.Method according to one of claims 1 to 9, characterized by its use for adhesive tensile testing on curved surfaces, in particular on thermally coated, preferably coated by means of electric arc wire spraying, inner surfaces of cylinders.

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