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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Materialprüfverfahren sowie eine Materialprüfvorrichtung zum Bestimmen der Materialqualität eines Prüfteils, insbesondere eines Aluminiumdruckgussbauteils.
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Zum Bestimmen der Materialqualität von Prüfteilen sind im Stand der Technik verschiedene Materialprüfverfahren und zugehörige Vorrichtungen bekannt. Die Verfahren können grundsätzlich in zwei Prüfarten unterteilt werden. In zerstörungsfreie und zerstörende Prüfverfahren. Zu den zerstörenden Prüfverfahren zählen beispielsweise der Härtetest nach Vickers oder der Zugversuch, zu welchem beispielsweise der Biegewinkelversuch oder der Kerbschlagversuch zu zählen sind. Diese Prüfverfahren sind jedoch relativ kompliziert im Aufbau und teilweise aufwändig bezüglich der Auswertung der während des zerstörenden Vorgangs gewonnenen Daten. Bei einem Zugversuch an Druckgussteilen können Oxid- oder Lufteinschlüsse, die meist fertigungsbedingt im Bauteil vorkommen, das Messergebnis beinträchtigen. Der Zugversuch liefert in diesem Fall oftmals nur ungenügende Materialkennwerte. Aufgrund einer erhöhten Kerbwirkung durch die Oxid- oder Lufteinschlüsse wird der Zugversuch deshalb häufig als fehlerhaft oder unwirksam bewertet. Außerdem ist die Materialprüfung durch einen Zugversuch teuer, unpraktisch, da die Probe relativ groß sein muss, und orientiert sich kaum an der Fügemethode der Bauteile.
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Die zerstörungsfreie Prüfung von Aluminiumdruckgussbauteilen kann durch Röntgenaufnahmen durchgeführt werden. Die Prüfung mit Röntgenstrahlen beruht auf der Streuung und der Absorption der Röntgenquanten beim Durchgang durch das Material, im Falle von Aluminiumdruckgussbauteilen durch eine Aluminiumlegierung. Mittels Leuchtschirm, Fotoplatte oder Zählrohr können Orte unterschiedlicher Strahlungsintensität, die durch Materialfehler bzw. unterschiedliche Materialstrukturen auftreten, nachgewiesen werden. Derartige Verfahren sind kompliziert und teuer.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei der Bestimmung der Materialqualität eines Prüfteils zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfaches und kostengünstiges Materialprüfverfahren zum Bestimmen der Materialqualität eines Prüfteils sowie eine zugehörige Materialprüfvorrichtung zum Bestimmen der Materialqualität eines Prüfteils bereitzustellen, durch welche eine Materialqualität eines Prüfbauteils zuverlässig bestimmt werden kann.
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Die voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Insbesondere wird die Aufgabe durch ein Materialprüfverfahren zum Bestimmen der Materialqualität eines Prüfteils mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Materialprüfvorrichtung zum Bestimmen der Materialqualität eines Prüfteils mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem Materialprüfverfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Materialprüfvorrichtung und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Gemäß eines ersten Aspekts der vorliegenden Erfindung wird ein Materialprüfverfahren zum Bestimmen der Materialqualität eines Prüfteils zur Verfügung gestellt. Das Materialprüfverfahren weist folgende Schritte auf:
- – Bereitstellen des Prüfteils,
- – Bereitstellen einer Presse mit wenigstens einem Presskopf,
- – Einpressen des Presskopfes in eine Einpressstelle in einem Randbereich des Prüfteils mit einem definierten Abstand zur Außenkante des Prüfteils, und
- – Bestimmen der Materialqualität des Prüfteils abhängig vom Materialverhalten des Prüfteils in einem Prüfbereich des Prüfteils zwischen der Einpressstelle und der Außenkante des Prüfteils durch Vergleich des Prüfbereichs mit einem Referenzbereich für das Prüfteil.
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Das Materialprüfverfahren kann besonders nahe am Fertigungsprozess, beispielsweise direkt an einer Bauteil-Fertigungslinie durchgeführt werden. Grundsätzlich ist es auch denkbar, das Materialprüfverfahren automatisiert durchzuführen, beispielsweise direkt in den Fertigungsprozess integriert. Durch die fertigungsnahe Durchführung des Materialprüfverfahrens können Zeit und somit auch entsprechende Kosten gespart werden. Ein weiterer Vorteil des dargestellten Materialprüfverfahrens ist es, dass kein komplizierter Versuchsaufbau erforderlich ist, um die Materialqualität des Prüfteils zu bestimmen. Dadurch ist das Materialprüfverfahren besonders schnell und einfach durchführbar.
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Außerdem ist es von Vorteil, dass die Materialqualität des Prüfteils durch einen visuellen Vergleich des Prüfbereichs mit dem Referenzbereich bestimmt werden kann. D.h., die Bestimmung der Materialqualität des Prüfteils ist beispielsweise mit bloßem Auge realisierbar. Dadurch kann auf zusätzliche Messgeräte zum Bestimmen der Materialqualität bzw. zum Auswerten des Prüfbereichs verzichtet werden. Mithin können dadurch Kosten eingespart werden. Aufgrund der einfachen Durchführbarkeit des Materialprüfverfahrens ohne spezielle Analyse- und/oder Auswertungssysteme ist es möglich, dass auch ungeschultes Personal oder nur kurz eingeschulte Mitarbeiter das Materialprüfverfahren durchführen können. Dadurch können die Kosten für die Materialprüfung stark reduziert werden. Außerdem ist es nicht erforderlich, verschiedene Fachleute zum Durchführen des Materialprüfverfahrens verfügbar zu halten. Durch die einfache Durchführung des Materialprüfverfahrens kann dieses auch spontan von einer anderen Person durchgeführt werden, wenn die Person, die normalerweise für das Durchführen des Materialprüfverfahrens verantwortlich ist, nicht verfügbar ist.
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Unter der Materialqualität ist vorliegend ein definierter Materialzustand mit bestimmten Materialeigenschaften des Prüfteils zu verstehen, bei welchem festgelegte Mindestanforderungen, beispielsweise bezüglich der Härte und/oder der Steifigkeit des Prüfteils, erfüllt sind. Das Prüfteil kann beispielsweise ein Gussbauteil, insbesondere ein Aluminiumdruckgussbauteil, sein. Entsprechend ist das Materialprüfverfahren bevorzugt zum Bestimmen der Materialqualität eines Gussbauteils, insbesondere eines Aluminiumdruckgussbauteils, konfiguriert.
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Die Presse ist beispielsweise als Stanznietvorrichtung ausgestaltet oder kann eine Solche aufweisen. Der Presskopf wird dabei bevorzugt mit einer definierten Kraft in die Einpressstelle gepresst. Diese Kraft wird abhängig vom Material oder der Materialzusammensetzung des Prüfteils eingestellt. Der Presskopf wird bevorzugt derart in die Einpressstelle gepresst, dass das Prüfteil im Bereich der Einpressstelle nicht durchdrungen wird, d.h., der Presskopf durchdringt das Prüfteil beim Einpressen des Presskopfes in die Einpressstelle nicht. Es ist jedoch auch denkbar, dass der Presskopf das Prüfteil beim Einpressen des Presskopfes in die Einpressstelle durchdringt.
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Gemäß des vorliegenden Materialprüfverfahrens wird die Materialqualität des Prüfteils abhängig vom Materialverhalten des Prüfteils in einem erfassten Prüfbereich des Prüfteils zwischen der Einpressstelle und der Außenkante des Prüfteils durch Vergleich des Prüfbereichs mit einem definierten Referenzbereich für das Prüfteil bestimmt. Hierbei kann die Materialqualität des Prüfteils selbstverständlich auch abhängig vom Materialverhalten des Prüfteils im Bereich der Außenkante des Prüfteils oder abhängig vom Materialverhalten des Materials direkt an der Außenkante bestimmt werden. D.h., das Materialverhalten direkt an der Außenkante des Prüfteils kann bei der Bestimmung der Materialqualität des Prüfteils ebenfalls berücksichtigt werden.
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Unter dem Referenzbereich ist ein definiert ausgestalteter Abschnitt eines Prüfteils zu verstehen, d.h., ein Soll-Prüfbereich. Bildet sich durch das Einpressen des Presskopfes in die Einpressstelle des Prüfteils beispielsweise ein Riss im Prüfbereich und der Referenzbereich weist ebenfalls einen Riss, der eine mangelhafte Materialqualität des Prüfteils kennzeichnet, auf, kann durch den Vergleich herausgefunden bzw. bestimmt werden, dass auch das Prüfteil eine mangelhafte Materialqualität aufweist. Diese mangelhafte Materialqualität kann selbstverständlich auch dann bestimmt werden, wenn der Referenzbereich keinen Riss aufweist und dadurch eine ausreichende Materialqualität des Prüfteils kennzeichnet. In diesem Fall kann die mangelhafte Materialqualität dadurch bestimmt werden, dass durch den Vergleich herausgefunden wird, dass sich der erfasste Prüfbereich vom Referenzbereich auf definierte Weise unterscheidet.
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Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass der definierte Abstand zwischen der Außenkante des Prüfteils und der Einpressstelle, d.h., im Randbereich des Prüfteils, in einem Bereich zwischen 2 mm und 20 mm, insbesondere in einem Bereich zwischen 3 mm und 10 mm, ausgewählt wird. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurde herausgefunden, dass dies insbesondere bei Aluminiumdruckgussbauteilen ein bevorzugtes Verhältnis zwischen der Zerstörung des Prüfteils und einem aussagekräftigen Ergebnis hinsichtlich der Materialqualität darstellt. Unter dem Abstand zwischen der Außenkante des Prüfteils und der Einpressstelle ist insbesondere der Abstand zwischen der Außenkante des Prüfteils und einem Randbereich oder einem Außenumfang der Einpressstelle zu verstehen. Der Abstand zwischen der Außenkante des Prüfteils und der Einpressstelle beträgt dabei bevorzugt weniger als 50% des Durchmessers des Presskopfes bzw. der Einpressstelle. Die Dicke des Prüfteils wird hierbei bevorzugt kleiner als 30 mm, besonders bevorzugt kleiner als 20 mm gewählt.
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Außerdem ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass der Presskopf in verschiedene Einpressstellen in das Prüfteil gepresst wird. Dadurch kann eine besonders genaue Aussage über die Materialqualität des Prüfteils getroffen werden. Der wenigstens eine Presskopf wird dabei bevorzugt in verschiedene Einpressstellen im Randbereich des Prüfteils gepresst. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es außerdem denkbar, dass die Presse mehrere Pressköpfe aufweist, die gleichzeitig in die verschiedenen Einpressstellen eingepresst werden. Durch das gleichzeitige Einpressen der mehreren Pressköpfe können Zeit und mithin entsprechende Kosten gespart werden. Die mehreren Pressköpfe sind dabei bevorzugt identisch oder zumindest identisch wirkend ausgestaltet.
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Darüber hinaus ist es erfindungsgemäß möglich, dass vor dem Einpressen des Presskopfes in die Einpressstelle eine Presskopfschablone auf dem Prüfteil angeordnet wird, wobei die Presskopfschablone wenigstens ein Durchgangsloch aufweist, das, bzw. eine Innenumfangsfläche des Durchgangslochs, komplementär oder im Wesentlichen komplementär zu einer Außenumfangsfläche des Presskopfes ausgestaltet ist und fluchtend zu wenigstens einer Einpressstelle angeordnet wird. Dadurch kann der wenigstens eine Presskopf schnell und präzise in bzw. auf die gewünschte Einpressstelle geführt und gepresst werden. Entsprechend kann dadurch eine schnelle und präzise Materialprüfung erzielt werden. Außerdem kann dadurch ein genaues, manuelles Positionieren des Presskopfes durch beispielsweise einen Mitarbeiter vereinfacht werden. Dieser muss den Presskopf nur in den Bereich der Presskopfschablone führen, an welcher der Presskopf dann anhand des wenigstens einen Durchgangsloches präzise an die gewünschte Stelle geführt wird. Dadurch kann das Materialprüfverfahren auch ohne Automatisierung schnell und genau durch den Mitarbeiter, beispielsweise mittelst einer Handpresse, durchgeführt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann das Prüfteil vor dem Einpressen des Presskopfes in die Einpressstelle zumindest abschnittsweise bündig zur Presse angeordnet werden. Dadurch kann eine einfache und präzise Positionierung des Presskopfes noch besser gewährleistet werden. Die einfache und präzise Positionierung könnte hierdurch zumindest bis zu einem gewissen Grad auch ohne Presskopfschablone gewährleistet werden. Darunter, dass das Prüfteil vor dem Einpressen des Presskopfes in die Einpressstelle zumindest abschnittsweise bündig zur Presse angeordnet wird, ist zu verstehen, dass die Presse insbesondere bündig zu einem Außenwandabschnitt der Presse angeordnet wird.
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Außerdem ist es im Rahmen der vorliegenden Erfindung möglich, dass das Prüfteil vor dem Einpressen des Presskopfes in die Einpressstelle, insbesondere in einem Abschnitt, der bündig zur Presse angeordnet wird, entgratet wird. Dadurch kann verhindert werden, dass das Prüfteil aufgrund unsauberer Kanten nicht bündig bzw. nicht wie gewünscht relativ zur Presse angeordnet werden kann. Durch das Entgraten kann eine klare Kante oder ein klarer Kontaktbereich am Prüfteil geschaffen werden, durch welche bzw. welchen das Prüfteil zum Einpressen des Presskopfes stets wie gewünscht relativ zur Presse angeordnet werden kann. Unter dem Entgraten des Prüfteils ist vorliegend ein Materialabtragungsprozess zu verstehen, bei welchem von unsauberen Prüfteilkanten und/oder Prüfteilflächen Material abgetragen wird und die Prüfteilkanten und/oder Prüfteilflächen dadurch gereinigt und/oder geglättet werden.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der vorliegenden Erfindung wird eine Materialprüfvorrichtung zum Bestimmen der Materialqualität eines Prüfteils nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren gemäß des ersten Aspektes der Erfindung zur Verfügung gestellt. Die Materialprüfvorrichtung weist eine Presse mit einem Presskopf zum Einpressen des Presskopfes in eine Einpressstelle in einem Randbereich des Prüfteils mit einem definierten Abstand zur Außenkante des Prüfteils auf. Außerdem weist die Materialprüfvorrichtung eine Bestimmungsvorrichtung zum Bestimmen der Materialqualität des Prüfteils abhängig vom Materialverhalten des Prüfteils in einem Prüfbereich des Prüfteils zwischen der Einpressstelle und der Außenkante des Prüfteils durch Vergleich des Prüfbereichs mit einem Referenzbereich für das Prüfteil auf.
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Damit bringt die erfindungsgemäße Materialprüfvorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie ausführlich mit Bezug auf das erfindungsgemäße Materialprüfverfahren beschrieben worden sind. Ein Vorteil der Bestimmungsvorrichtung ist es, dass man sich aufgrund dieser nicht auf die Wahrnehmung und Aussage eines Arbeiters verlassen muss, sondern zusätzlich oder alternativ durch maschinelle Unterstützung eine Aussage über die Materialqualität des Prüfteils treffen kann. Außerdem kann die maschinelle Bestimmung der Materialqualität schneller, genauer und zuverlässiger als die menschliche Bestimmung der Materialqualität sein. Darüber hinaus hat die maschinelle Art der Bestimmung der Materialqualität den Vorteil, dass der Prüfbereich bei geeigneter Positionierung der Bestimmungsvorrichtung bereits kurz nach dem Einpressen des Presskopfes in die Einpressstelle eingesehen werden kann, wenn der Presskopf und/oder andere Bauteile der Materialprüfvorrichtung das Prüfteil für den Mitarbeiter noch verdecken. Mittels der vorliegenden Materialprüfvorrichtung kann die Materialqualität des Prüfteils außerdem bereits in der Materialprüfvorrichtung liegend bewertet werden und muss nicht extra, wie ggf. bei einer Überprüfung durch einen Mitarbeiter, aus der Materialprüfvorrichtung herausgenommen werden, um das Prüfteil näher zu begutachten.
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Die Materialprüfvorrichtung ist bevorzugt als transportierbare, insbesondere von einem Mitarbeiter transportierbare, Einheit bereitgestellt, die direkt neben einer Fertigungsstraße für das Prüfteil positionierbar ist. Die Materialprüfvorrichtung ist dabei bevorzugt entsprechend handlich und klein gebaut, sodass sie von dem Mitarbeiter leicht, d.h., ohne Hilfsmaschinerie getragen oder beispielsweise nur mittels eines Rollwagens, bewegt werden kann. Der wenigstens eine Presskopf der Presse weist bevorzugt einen runden Querschnitt auf.
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Gemäß einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist es möglich, dass bei einer Materialprüfvorrichtung die Bestimmungsvorrichtung eine Kamera für eine Bildaufnahme des Prüfbereichs sowie eine Bildanalysevorrichtung für eine Bildauswertung der Bildaufnahme zur Bestimmung der Materialqualität des Prüfteils aufweist. Durch die Kamera und die zugehörige Bildanalysevorrichtung lässt sich die Materialqualität im Prüfbereich schnell und zuverlässig bestimmen. Die Bildanalysevorrichtung kann beispielsweise eine Pixelanalysevorrichtung für ein Bild aufweisen, das durch die Kamera von einem Prüfbereich aufgenommen wurde. Anhand eines definierten Farbverlaufs auf dem aufgenommenen Bild, d.h., anhand einer entsprechenden Pixelanalyse des aufgenommenen Bildes, kann anhand der Pixelanalysevorrichtung erkannt werden, ob am Prüfteil ein Materialfehler, beispielsweise ein Bruch oder ein Riss, vorliegt oder nicht. Anhand von Form und/oder Größe des erkannten Materialfehlers im Prüfbereich können durch den Vergleich mit dem Referenzbereich entsprechend Rückschlüsse über die Materialqualität des Prüfteils gezogen werden.
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Außerdem kann es erfindungsgemäß von Vorteil sein, wenn eine Materialprüfvorrichtung eine Presskopfschablone aufweist, die auf dem Prüfteil anordenbar ist, wobei die Presskopfschablone wenigstens ein Durchgangsloch aufweist, das komplementär oder im Wesentlichen komplementär zu einer Außenumfangsfläche des Presskopfes ausgestaltet ist. Damit bringt die erfindungsgemäße Materialprüfvorrichtung die gleichen Vorteile mit sich, wie sie vorstehend mit Bezug auf das Anordnen der Presskopfschablone im Materialprüfverfahren beschrieben worden sind. Der Presskopf kann beispielsweise in der Presskopfschablone ausgestaltet sein. In diesem Fall ist die Presskopfschablone als plattenförmiges Strukturbauteil ohne Durchgangslöcher ausgestaltet. Bei dieser Ausgestaltungsvariante ist im Bereich der wenigstens einen Einpressstelle, d.h., zumindest abschnittsweise fluchtend zu derselben, in der Presskopfschablone wenigstens ein Presskopfschablonen-Presskopfabschnitt ausgestaltet. Ein weiterer Presskopfabschnitt ist an der Presse ausgestaltet. Für eine Materialprüfung kann nun der Presskopfabschnitt der Presse auf den Presskopfschablonen-Presskopfabschnitt gedrückt werden. Der Presskopfschablonen-Presskopfabschnitt kann nun in die Einpressstelle im Randbereich des Prüfteils gepresst werden. Die Presskopfschablone weist hierzu eine Lagervorrichtung für den Presskopfschablonen-Presskopfabschnitt in der Presskopfschablone auf, wobei der Presskopfschablonen-Presskopfabschnitt zur Lagervorrichtung relativ bewegbar in derselben gelagert ist. Durch Anordnen einer derartigen Presskopfschablone auf dem Prüfteil lässt sich auf besonders einfache und zuverlässige Weise ein Presskopf bzw. der Presskopfschablonen-Presskopfabschnitt zielgenau in die gewünschte Einpressstelle des Prüfteils einpressen. Dadurch kann entsprechend einfach und zuverlässig die Materialqualität des Prüfteils bestimmt werden. Das wenigstens eine Durchgangsloch der Presskopfschablone weist bevorzugt einen angeschrägten oder trichterförmigen Öffnungsbereich auf, durch welchen der wenigstens eine Presskopf leicht in die Presskopfschablone geführt werden kann.
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Darüber hinaus ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, dass bei einer Materialprüfvorrichtung die Presskopfschablone ein Fixiermittel aufweist, durch welches die Presskopfschablone an dem Prüfteil lösbar und zerstörungsfrei fixierbar ist. Dadurch kann verhindert werden, dass die Presskopfschablone während des Einpressens des Presskopfes in die Einpressstelle des Prüfteils verrutscht oder verschoben wird. Außerdem kann dadurch vermieden werden, dass ein Mitarbeiter die Presskopfschablone stets in der korrekten Position halten muss. Der gesamte Vorgang zum Einpressen des Presskopfes in die Einpressstelle des Prüfteils kann mithin noch zuverlässiger und einfacher durchgeführt werden. Das Fixiermittel ist bevorzugt als Klemm- und/oder Rastmittel ausgestaltet. Durch das Fixiermittel lässt sich die Presskopfschablone in einer definierten Position an dem Prüfteil lösbar und zerstörungsfrei fixieren.
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Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung zu verschiedenen Ausführungsbeispielen der Erfindung, welche in den Figuren schematisch dargestellt sind. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder der Zeichnung hervorgehende Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiver Einzelheiten und räumlicher Anordnungen können sowohl für sich als auch in den verschiedenen Kombinationen erfindungswesentlich sein.
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Es zeigen jeweils schematisch:
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1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Materialprüfvorrichtung,
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2 eine Draufsicht auf ein Prüfteil mit einer mangelhaften Materialqualität, und
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3 eine geschnittene Seitenansicht der erfindungsgemäßen Materialprüfvorrichtung.
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Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den 1 bis 3 jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine erfindungsgemäße Materialprüfvorrichtung 1 zum Bestimmen der Materialqualität eines Prüfteils 10. Die Materialprüfvorrichtung 1 weist eine Presse 20 mit einem Presskolben 21, einem Gegenpresskolben 22 und einem Presskopf 23, der am Presskolben 21 ausgestaltet ist, auf. Der Presskopf 23, der eine Außenumfangsfläche 24 aufweist, wurde gemäß 1 in eine Einpressstelle 11 in einem Randbereich des Prüfteils 10 mit einem definierten Abstand zu einer Außenkante 12 des Prüfteils 10 eingepresst. Zwischen der Einpressstelle 11 und der Außenkante des Prüfteils 10 befindet sich ein Prüfbereich 13. In diesem Prüfbereich 13 befindet sich gemäß 1 ein durch den Einpressvorgang verformter bzw. nach außen gewölbter Abschnitt des Prüfteils 11.
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2 zeigt das Prüfteil 10 nach einem Einpressvorgang des Presskopfes 23 in drei Einpressstellen 11. Außerdem ist in 2 ein Prüfbereich 13 dargestellt, in welchem das Prüfteil durch den Einpressvorgang gerissen ist.
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Mit Bezug auf 1 und 2 wird anschließend ein erfindungsgemäßes Materialprüfverfahren zum Bestimmen der Materialqualität des Prüfteils 10 beschrieben. Gemäß des vorliegenden Materialprüfverfahrens werden zunächst das Prüfteil 10 sowie die Presse 20 mit einem Presskopf 23 bereitgestellt. Anschließend wird der Presskopf 23 in die Einpressstelle 11 im Randbereich des Prüfteils 10 mit dem definierten Abstand zur Außenkante 12 des Prüfteils 10 eingepresst. Nun kann die Materialqualität des Prüfteils 10 abhängig vom Materialverhalten des Prüfteils 10 im Prüfbereich 13 durch Vergleich des Prüfbereichs 13 mit einem Referenzbereich für das Prüfteil 10 bestimmt werden. Der Referenzbereich wird dabei als zerstörungsfreier Bereich ohne Risse oder dergleichen definiert, der dadurch eine ausreichende Materialqualität aufweist. Bei dem in 1 dargestellten Prüfteil 10 kann demnach bestimmt werden, dass die Materialqualität des Prüfteils 10 zumindest im Bereich der ersten Einpressstelle 11 ausreichend ist, da die Materialstruktur des Prüfteils 10 im zugehörigen Prüfbereich 13 sich lediglich verformt hat, jedoch nicht gerissen ist. Bei dem in 2 dargestellten Prüfteil 10 kann bestimmt werden, dass die Materialqualität des Prüfteils 10 mangelhaft ist, da die Materialstruktur des Prüfteils 10 im mittleren Prüfbereich 13 sich nicht nur verformt hat, sondern auch gerissen ist. Diese Bestimmung wird bevorzugt durch einen visuellen Vergleich des Prüfbereichs 13 mit dem vorher festgelegten Referenzbereich durchgeführt.
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Der Abstand zwischen der Außenkante 12 des Prüfteils 10 und der Einpressstelle 11 beträgt in den dargestellten Ausführungsformen zwischen 4 und 7 mm.
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3 zeigt eine Materialprüfvorrichtung 1 in einer Seitenansicht. Die Materialprüfvorrichtung 1 gemäß 3 weist eine Bestimmungsvorrichtung 40 zum Bestimmen der Materialqualität des Prüfteils 10 auf. Die Bestimmungsvorrichtung 40 weist gemäß 2 eine Kamera 41 für eine Bildaufnahme des Prüfbereichs 13 sowie eine Bildanalysevorrichtung 42 für eine Bildauswertung der Bildaufnahme zur Bestimmung der Materialqualität des Prüfteils 10 auf. Die Kamera 41 und die Bildanalysevorrichtung 42 sind durch eine Signalleitung miteinander verbunden. Durch die Bestimmungsvorrichtung 40 kann die Materialqualität abhängig vom Materialverhalten des Prüfteils 10 im Prüfbereich 13 des Prüfteils 10 zwischen der Einpressstelle 11 und der Außenkante 12 des Prüfteils durch Vergleich des Prüfbereichs 13 mit dem Referenzbereich für das Prüfteil 10 bestimmt werden.
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Die in 3 dargestellte Materialprüfvorrichtung 1 weist ferner eine Presskopfschablone 30 auf, die auf dem Prüfteil 10 anordenbar ist. Die Presskopfschablone 30 weist dabei zwei dargestellte Durchgangslöcher 31 auf, die komplementär zu der Außenumfangsfläche 24 des Presskopfes 23 ausgestaltet sind. Das in 3 dargestellte Prüfteil 10 ist gemäß 3 bündig zur Presse 20 angeordnet.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Materialprüfvorrichtung
- 10
- Prüfteil
- 11
- Einpressstelle
- 12
- Außenkante
- 13
- Prüfbereich
- 20
- Presse
- 21
- Presskolben
- 22
- Gegenpresskolben
- 23
- Presskopf
- 24
- Außenumfangsfläche
- 30
- Presskopfschablone
- 31
- Durchgangsloch
- 40
- Bestimmungsvorrichtung
- 41
- Kamera
- 42
- Bildanalysevorrichtung
