EP3237878A1 - Test- und/oder prüfvorrichtung - Google Patents

Test- und/oder prüfvorrichtung

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Publication number
EP3237878A1
EP3237878A1 EP15828732.6A EP15828732A EP3237878A1 EP 3237878 A1 EP3237878 A1 EP 3237878A1 EP 15828732 A EP15828732 A EP 15828732A EP 3237878 A1 EP3237878 A1 EP 3237878A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
test
tested
test device
cylinder
designed
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP15828732.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang P. Weinhold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Weinhold Wolfgang P
Original Assignee
Weinhold Wolfgang P
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Weinhold Wolfgang P filed Critical Weinhold Wolfgang P
Priority to EP22158670.4A priority Critical patent/EP4043859A1/de
Publication of EP3237878A1 publication Critical patent/EP3237878A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/56—Investigating resistance to wear or abrasion
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/40—Investigating hardness or rebound hardness
    • G01N3/42—Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under a steady load by indentors, e.g. sphere, pyramid
    • G01N3/46—Investigating hardness or rebound hardness by performing impressions under a steady load by indentors, e.g. sphere, pyramid the indentors performing a scratching movement
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/40—Investigating hardness or rebound hardness
    • G01N3/50—Investigating hardness or rebound hardness by measuring rolling friction, e.g. by rocking pendulum

Definitions

  • the present invention relates to a testing and / or testing device, in particular for testing and / or determining the resistance of surfaces and / or objects to abrasion and / or impact sensitivity and / or to scratch resistance.
  • test devices are used to examine and evaluate different loads of objects with respect to exposure to another object.
  • the object to be tested is to be examined or evaluated in terms of being touched by any other body, e.g. Use and / or operations with the fingers or the hand behaves and after how many useful and / or contact operations, such as operating procedures, which wear and tear, such as abrasion set.
  • EP 2 679 979 A1 discloses a scratch tester for glass panes which, by means of a spring, exerts a force which can be adjusted on a cylinder which in turn presses a diamond fastened thereto against the glass pane.
  • the mechanism constructed in this way is pulled over the glass pane by means of rails arranged on corresponding rails applied to the glass pane and a scratch is produced thereon.
  • a test and / or test value of the scratch resistance is obtained.
  • a device for testing the scratch resistance of surfaces is also presented in WO 2004/038385 Al.
  • the scratch resistance of a specimen is tested by means of a mixed with solid particles gas stream.
  • the course of the gas flow formed is equipped with a metering device, by means of which a defined amount of particles can be introduced into a defined gas flow, which act on the test object.
  • a device for determining the abrasion resistance under the name "linear Abraser.”
  • a test specimen which is adjustable in its height position and loadable with weights is driven over an object to be tested, which statements of the resistance of the test material compared to the The drive takes place here via a conventional electric motor which drives a linkage via a gear, which subsequently moves up and down or, better said, back and forth and which the test device is attached to
  • the electric motor and the operating, control and display device, as well as the transmission and the linkage are inseparably connected together as a unit.
  • the known test and / or test devices usually use either a, driven by at least one electric motor, movable table on which the object to be tested is placed. A test object is then positioned on the object to be tested with a predetermined force and the table on which the object to be tested is positioned is moved.
  • the other known device drives a linkage by means of an electric motor via a gearbox, to which the test object is fastened fixed in height.
  • the device is designed as a complete unit and the drive either the object to be tested or the test object is realized by an electric motor.
  • the drive either the object to be tested or the test object is realized by an electric motor.
  • the variant of the driven via a gear push rod which is additionally fixed in height and outside of the device is not further known to recognize relatively inaccurate motion sequences.
  • the object of the present invention is therefore to provide a test and / or test device for the examination of objects, which reduces or avoids the disadvantages mentioned.
  • the object of the invention is to be able to test a large number of objects at different locations or especially directly at the place of use and under many different conditions. This includes for objects of daily life also the considerations of use and / or operation, for example by hand, which is very slow and thus predetermined different contact with the object to be tested, such as dry or wet hands or taking into account different Additional components such as detergents, care products or similar substances.
  • a test and / or test device is in particular for testing and / or determining the resistance of surfaces and / or objects against abrasion and / or impact sensitivity and / or scratch resistance consisting of an adaptive holding device and / or an access device to the object to be tested and / or a surface to be tested, at least one means for attaching a test object in front of or above the object to be tested and a device for moving the test object to be tested, and a control, control - And / or display device for controlling and / or controlling the speed and the force with which the test-active object comes into contact with the object to be tested, wherein the test and / or testing device for the movement of the test-object against and / or is executed on and / or along the object to be tested with a supporting device for the test-knitting object, which is loaded with an additional weight and / or loadable and with a, with force-actuated cylinder, with a non-round running Schub- and / or Traction device or
  • the compressed air cylinder which is designed as a non-round cylinder or is equipped with a non-round push and / or pull rod, rotatable or at least tiltable at its closed end or elsewhere directly or arranged by means of a receiving device to a holding device.
  • the position at which the compressed air cylinder is attached to the holding device determines the basic force or the weight which prevails at the end of the push and / or pull rod at a certain deflection.
  • the holding device preferably allows the height adjustment of the recorded end of the air cylinder to respond to different heights of test objects, alternatively holders can be used in different lengths to achieve an adjustment of the height of the air cylinder with the height of the object to be tested, or just this first to bring in a horizontal position.
  • the pneumatic cylinder and / or the receiving device for this has a leveling display device, such as a small spirit level or an integrated and / or attached dragonfly.
  • the outgoing from the compressed air cylinder push and / or pull rod is equipped at its end with a support device for the scholar-Wirkexcellent, the support device is preferably rotatable to, for example, different angles of contact between the für- Wirk Congress set with respect to the object to be tested can.
  • the test-active object is arranged in an embodiment at the end of a rod or a rod which is guided by the support device on the push and / or pull rod and fixable thereto, e.g. by means of a safety screw. Additional weights can be arranged on the carrying device or along the rod or rod at one end of which the test active object is attached, in order to set the force with which the test active object meets the object to be tested.
  • the so executed test and / or test device allows the load of the object to be tested with the definable weight of the rocking part, arranged in the holder air cylinder, the carrying device with the test-active object and the additional weight adjusted by additional weights. Due to the selected design of a non-round compressed air cylinder and / or a non-round push and / or pull rod, the once set position of the test object is carried out with respect to the object to be tested very secure against rotation and the push and / or pull rod does not have additional be guided. Also allows the device designed in such a way that the test-effective object of the contour and / or unevenness of the object to be tested can follow, since the air cylinder is rotatably mounted at its end.
  • the compressed air cylinder is connected or connectable to a control and / or regulating unit and a compressed air supply and allows a very high dynamics and high forces with respect to the movement and speed with which the push and / or pull rod moves the test active object on the object to be tested.
  • a control and / or regulating unit and a compressed air supply allows a very high dynamics and high forces with respect to the movement and speed with which the push and / or pull rod moves the test active object on the object to be tested.
  • the force and / or compressed air cylinder is also equipped with or connected to the pressure gauge and / or position and / or displacement measuring system connected to the control and / or monitoring device, whereby the introduced force and / or the way is measurable and, for example, is very easy in a force-displacement diagram available.
  • the test and / or test device with a force measuring device such as a load cell below the object to be tested, which, for example, stick-slip effects such as adhesion and / or Juckgleit flexiblee of mutually moving Festköropern eg creaking doors or rattling windshield wipers can be examined and / or assessed.
  • test and / or test apparatus With the test and / or test apparatus according to the invention and the adaptable parameters of the movement of the test objects, the control and / or control and measurement, as well as the addition of a wide variety of test fluids, almost all tribological surface properties of a test object can be tested and / or determined.
  • a wide variety of friction measurements can be made with the test and / or test device according to the invention and, for example, lubricants and / or oils can be tested, tested and evaluated in order, for example, to determine friction coefficients.
  • this is designed on a base plate with a holding device for the object to be tested and a holding device for the rotatably and / or tiltably mounted compressed air cylinder.
  • On the base plate further holding and / or drive elements for the compressed air cylinder can be provided in order to be able to fix this, for example, in a fixed slope or to raise it at one point and lower it again.
  • the holding device for the object to be tested is pivotable in one embodiment of the testing and / or testing device, in particular pivotable or tiltable by 90 °, whereby the movement of the test active object on and / or along the object to be tested either vertically or vertically to gravity can.
  • a web-like material is arranged in front of the object to be tested and between it and the test active object acting on it.
  • This web-like material is preferably a fabric and / or textile, which is additionally subjected to a test liquid during the test.
  • test and / or test device can simulate very realistic situations and or situations of daily life under all imaginable external conditions and very meaningful and reliable findings can be determined.
  • test and / or test device for example, operating operations on a switch, a keyboard or another operating element can be simulated by a person with the hand or a finger.
  • the hardness of the test active object and the web-like, biased material and / or the additionally used test liquid for example, the contact with the fingers, the hand or other surfaces or bodies after addition of a cleaning fluid or other fluid, a cream or to be tested in a chemical.
  • the test and / or test device is arranged in a further variant partially in a climatic chamber.
  • the tax, Control and display device separated from the other components of the testing and / or testing device, arranged outside the climatic chamber to protect electrical and / or electronic components and / or to maintain their function.
  • the compressed air cylinder is equipped, as required, with a locally acting insulation and / or a heating device, such as an applied heating foil, which is controlled via the control and / or monitoring device, which is arranged outside the climatic chamber.
  • test and / or tests at temperatures of up to minus 40 ° or perform below the test and / or test device has a temperature sensor close to the object to be tested, which transmits the values to the control, monitoring and / or display device.
  • the compressed air supply lines for the compressed air cylinder which are supplied from the compressed air supply and / or the control and monitoring device outside the climate chamber, are preferably insulated or designed with a tracing heating.
  • the head of the test-active object is variable in shape, size and hardness and preferably carried out changeable.
  • various mounts can be mounted in order to be able to use even very special objects as test active objects, such as e.g. a key which contacts the paint on the door handle or a textile surface or other surface.
  • test active objects such as e.g. a key which contacts the paint on the door handle or a textile surface or other surface.
  • a head with a Shore hardness in the range of 40 to 50 has shown as a preferred variant.
  • the head is coated or formed from a textile and / or absorbent material.
  • FIG. 2 shows a variant of the test and / or test device from FIG. 1 with a mounted holding device
  • Fig. 4 shows a variant of the test and / or testing device with pivoted-out movement device
  • FIG. 1 shows a test and / or test device according to the invention, in which an object 3 to be tested or a part of an object can be mounted in a holding device 15 at a definable height and a distance from the movement device 16.
  • the movement device is embodied as a force and / or compressed air cylinder 16, which preferably has a non-round push and / or pull rod 22 or a non-round cylinder 16 (not shown in detail in this view) and at its end in one Fastening device preferably rotatable or at least tiltable is attached. This attachment can be carried out by means of clamping screws or bolt, as required fixable against rotation.
  • this arrangement creates a self-rotating movement device for the test-real object 2 at the end the push rod 22.
  • the push rod must not be performed in addition and consuming mechanical according to this embodiment in order to allow a constant movement of the test-Wirkêtes 2 with the support device 4.
  • the execution of the testing and / or testing device with the cylinder 16, which is attached at its rear end tiltably attached to the support members 19, allows the examination of non-planar test objects 3.
  • test-Wirk réelle 2 can when resting on the object to be tested 3 by the rotatable mounting of the cylinder 16 to the holding means 19 in forward and backward movement of the push rod of a contour, such as follow a curvature. This would not be possible with a fixed cylinder. However, the fixation of the cylinder 16 can certainly make sense for alternative application, for which in an alternative embodiment (FIGS. 2 and 3) a fixing or limiting means 20 is arranged.
  • the holding device for the object to be tested is arranged in this variant shown in FIG. 1 together with the pneumatic cylinder 16 on a common base plate, which creates a compact test unit with which recurring test and / or test sequences can be conveniently carried out.
  • the movement device 16 can be constructed with its end-side mountings 19 and optionally with a support 20 for the cylinder at any desired location or a predetermined location for a test and / or test setup. This can e.g. be necessary if a test object is permanently installed in one place and also at this place the test and / or examination procedure must take place.
  • various variants for the fastening elements 19 at the end of the cylinder can be used, such as massive suction feet, magnetic disks or adhesive or mechanical connecting devices.
  • an opening in the base plate is provided at the location of the holding device 15, thus making it possible to position the base plate itself over the object to be tested.
  • the test specimen is then aligned such that it can come into contact with the object to be tested and / or a surface to be tested through the opening. This results in a mobile load unit on the base plate with an opening for the contact between the test object and the object to be tested.
  • the height of the test active object 2 is adjustable on the carrying device 4 at the end of the pushing and / or pulling device which leads into the cylinder 16, whereby the contact intensity of the test active object 2 can be varied to the object 3 to be tested.
  • additional weights 18 can be applied to the holding device 4 for the test active object in order to be able to set different effective forces of the test active object to the object to be tested.
  • the control and regulating device 17 is preferably separate from the compressed air cylinder of the object to be tested and the common. Executed base plate, but can be constructed to create a very compact test and / or test device together with the above components on the common base plate and both compressed air and electrical ready to be connected.
  • the control unit preferably has
  • Interfaces for transmitting the data to other IT devices and / or output devices such as printers or the like.
  • the transmission takes place either by means of cable connection and / or wireless, for which corresponding interfaces such as LAN, WLAN, Bluetooth or other radio transmission methods are provided.
  • the separate variant offers the possibility of realizing test and / or test procedures under very adverse temperature conditions, for example in a cold chamber at temperatures below minus 30 ° C.
  • the cold-sensitive electronics and in particular the display unit outside the cold chamber is posi- tioned.
  • operated with absolutely dehumidified air compressed air supply and the compressed air cylinder are preferred a very placed and controllable local heating and / or insulation equipped, for example, for the compressed air cylinder and the leads heating films and / or pipe heaters are used.
  • the test and / or test device preferably has at least one temperature sensor connected to the control and / or control device on or near the object to be tested in order to record and / or determine the temperature at which the test is carried out. and / or the test is performed on the object.
  • test and / or test device With the embodiment of the test and / or test device according to the invention shown in FIG. 1, it is possible to simulate, for example, scratching, rubbing, scratching or similar touch processes of an object and to determine the resistance of the object to be tested.
  • life-like situations such as the touch of an object with the fingers or fingernails and their effect on the objects to be tested can be readjusted and checked.
  • Different conditions can be selected realistically by selecting suitable heads of the active test object and the objects to be tested can be checked very precisely for their load capacity under the set conditions.
  • Tests and / or testing on resistance of objects to be tested are therefore very easy for very different conditions, such as roughness of the incident on the object under test objects or the effects in ⁇ different ambient temperatures possible.
  • the design according to the invention with compressed air cylinder as the drive for the test active object is suitable for allowing very high speeds and thus energy densities to act on the object to be tested.
  • the viscoelasticity of the objects plays a major role as they experience little interference when exposed to relatively large forces but low speeds, but in contrast take very quickly damage at elevated speeds. This is related to the peculiarity that the regression of the object occurs slowly after a load and at high speeds of movement of the object Test object on the object to be tested, which suffers damage very quickly, as the resulting forces swell up.
  • Viscoelasticity of the object e.g. upholstery or leather itself very fast, when the movement speed with which the traversing happens is increased.
  • the leather surface is damaged or destroyed after a relatively short time.
  • the values determined in such a test and / or test device according to the invention quickly provide information on the question of the substitutability of different materials and / or information about damage that has occurred.
  • the testing and / or testing device is equipped with a loading device 7, 12 by means of which a fluid 7 is added to the object 3 to be tested during the stirring, brushing or attacking process of the test active object 2 can simulate different external influences.
  • a fluid 7 is added to the object 3 to be tested during the stirring, brushing or attacking process of the test active object 2 can simulate different external influences.
  • all conceivable contacts between the object and the test object can be additionally tested using a test liquid, such as a test sample. Welding, cleaning agents, medicines or other chemical products are checked and the durability of the objects to be tested is tested and / or measured and / or checked taking into account these circumstances.
  • the test active object 2 which meets an object to be tested, is arranged in continuation of the push and / or pull rod 22 of the cylinder 16.
  • the test active object predetermined according to the test and / or test criteria, which is attached to the push rod by means of a holder 4, is moved against the object to be tested and brought into contact therewith.
  • This can be specified exactly by means of the control and / or control device or how often in which time and with which force the test object is to be moved against the object to be tested and / or pushed. This could be the simulation of a tactile and / or switching process in which the durability of a control element and / or its inscription and / or its imprint relative to operating operations, be.
  • the test and / or test device in a further preferred embodiment, as shown in Fig. 2 or Fig. 4, with at least one controllable by the control and / or control unit 17 lifting device 21st for the, mounted on the attachment points 19 rotatably mounted cylinder 16.
  • the cylinder 16 is slightly raised in the front area before the impact of the test-active object 2 on the object to be tested 3 and lowered immediately before the impact of the test object 2 on the object to be tested 3 again, this is a very realistic, close to life Stroking movement when pressing on the object to be tested achieved.
  • FIG. 3 Also shown in FIG. 3 is a testing and / or testing device which causes such a pushing movement towards the object 3 to be tested, wherein in this schematically illustrated embodiment the cylinder is not lifted by means of a controllable lifting device. It is used to generate said, downward stroke-pushing movement, a mechanical design and the movement by means of an angularly arranged 8 Anlenkstange 4 and provided with a spring 14 Abkragung on which the test-Wirk Consum 2 is attached, achieved.
  • the mentioned variants of the test and / or test device according to the invention are or can be equipped with a loading device as required by means of which a fluid 7 can be added to the object 3 to be tested during the contact, brushing or attacking process of the test object 2 to simulate different external influences.
  • Automated and continually operating during the testing and / or testing operation is shown in FIG. It is, exemplary According to FIG. 3, a web-like material 6 is arranged between the object 3 to be tested and the test object 2, which automatically automates and doses a fluid 7 by means of a positionable outlet device 12 to the web via a conveying device 13 type material 6 gives.
  • the cylinder 16 can be pivoted completely, with which also objects to be tested outside the common base plate 23 can be tested.
  • a further lifting device 21 is present, which is controlled by the control and / or control unit. In this way, it is also very easy to check and / or test objects which can not be inserted into the holding device 15 of the testing and / or testing device.
  • test object 3 test object, test surface

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Abstract

Test- und/oder Prüfvorrichtung insbesondere zum Test und/oder Feststellung der Beständigkeit von Oberflächen und/oder Objekten gegen Abrieb und/oder Stoßempfindlichkeit und/oder auf Kratzfestigkeit bestehend aus einer adaptiven Haltevorrichtung und/oder Zugangsvorrichtung auf das zu prüfende Objekt und/oder eine zu prüfende Oberfläche, wenigstens einem Mittel zur Anbringung eines Prüf-Wirkobjektes vor oder über dem zu prüfenden Objekt und einer Vorrichtung zum Bewegen des, auf das zu prüfende Objekt treffende Prüf- Wirkobjektes, sowie einer Steuer-, Kontroll- und/oder Anzeigevorrichtung zur Steuerung und Kontrolle der Geschwindigkeit und der Kraft mit welcher das Prüf-Wirkobjekt mit dem zu prüfenden Objekt in Kontakt tritt, wobei die Test- und/oder Prüfvorrichtung für die Bewegung des Prüf-Wirkobjektes gegen und/oder auf und/oder entlang des zu prüfenden Objektes mit einer Tragvorrichtung für das Prüf-Wirkobjekt ausgeführt ist, welche mit einem Zusatzgewicht belastet und/oder belastbar ist und mit einem, mit Gas und/oder Fluid betätigtem Antrieb und/oder Zylinder, mit einer verdrehsicher ausgeführten Schub- und/oder Zugvorrichtung ausgerüstet ist, welcher über wenigstens eine Steuer und/oder Regeleinheit angesteuert und/oder mit einer solchen verbindbar ist.

Description

Test- und/oder Prüfvorrichtung
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Test- und/oder Prüfvorrichtung, insbesondere zum Test und/oder Feststellung der Beständigkeit von Oberflächen und/oder Objekten gegen Abrieb und/oder Stoßempfindlichkeit und/oder auf Kratzfestig- keit.
Derartige Testvorrichtungen werden eingesetzt um verschiedene Belastungen von Objekten bezüglich Beaufschlagungen durch ein anderes Objekt untersuchen und bewerten zu können. In vielen Bereichen ist das zu prüfende Objekt dahingehend zu untersuchen oder zu bewerten, wie sich dieses auf Berührung durch einen beliebigen anderen Körper z.B. Nutzung und/oder Bedienungen mit den Fingern oder der Hand verhält und nach wie vielen Nutz- und/oder Kontaktgängen, wie beispielsweise Bedien Vorgängen sich welche Abnutzungserscheinungen, wie Abrasion einstellen.
In der Automobilindustrie sind beispielsweise Tests von Bedienelementen, Armaturen, wie Schaltgriffen, Polster, Verkleidungen oder von Lackoberflächen wie Kofferraumdeckel, Hauben oder Türgriffen vorzunehmen, welche mit den Händen, Fingern oder Fingernägeln, aber auch anderen Gegenständen, wie Taschen, Kleidung oder auch Schlüssel berührt und/oder bedient werden. Bekannte Testgeräte testen derartige Oberflächen auf unterschiedliche Weise und sind als Schlag-, Stoß-, Abrieb- oder Kratztester ausgeführt. In der EP 2 679 979 AI ist ein Kratztester für Glasscheiben offenbart welcher mittels einer Feder eine einjustierbare Kraft auf einen Zylinder ausübt der wiederum einen daran befestigten Diamanten gegen die Glasscheibe drückt. Die so aufgebaute Mechanik wird mittels an ihr angeordneten Gleitschienen auf korrespon- dierenden, auf der Glasscheibe aufgebrachten Schienen über die Glasscheibe gezogen und ein Kratzer auf dieser erzeugt. Anhand der Kraft die von oben auf den Schiebebock ausgeübt wird um die Gleitschienen zur Auflage auf der Glasscheibe zu bringen wenn der Schiebbock über die Glasfläche bewegt wird, erhält man einen Test- und/oder Prüfwert der Kratzfestigkeit.
Eine Vorrichtung zur Prüfung der Kratzfestigkeit von Oberflächen wird auch in der WO 2004/038385 AI vorgestellt. Hier wird die Kratzfestigkeit eines Probekörpers mittels eines mit Feststoffpartikeln versetzten Gasstroms getestet. Der gebildete Verlauf der Gasströmung ist dabei mit einer Dosiervorrichtung ausge- rüstet, mittels welcher eine definierte Menge von Partikeln in einen festgelegten Gasstrom eingebracht werden können, welche auf das Prüfobjekt einwirken.
Eine weitere Kratzvorrichtung, bzw. Testvorrichtung für die Beständigkeit einer Probe wird in der DE 10 2006 012 374 AI beschrieben, mit welcher eine Materi- alprobe, welche auf einem verfahrbaren Tisch angeordnet ist durch einen Belastungskörper beaufschlagt wird der mit einem Gewicht in Richtung der Probenhai - terung gedrückt wird. Die Probenhalterung wird daraufhin, bei einjustierbarem Gewicht mit einem vordefinierten Bewegungsablauf in der (x, y)-Ebene verfahren. Das sich einstellende Ergebnis der Materialprobe gibt Aufschluss über die Beständigkeit der Materialprobe gegen die aufgebrachte Belastung. Auch allgemein bekannt ist der sogenannte 3-Körper- Verschleiß bzw. der zugehörige Test, bei welchem zwei sich in Bewegung gehaltene Körper mit dazwischen eingebrachtem Sand aneinander gerieben werden um Aufschluss über die Abriebfestigkeit und/oder Reibeigenschaften zu erhalten. Durch die Wahl eines anderen Medi- ums als Sand, wie beispielsweise weichere oder härtere Materialien oder Feststoff Flüssigkeitsgemische, lassen sich unterschiedliche Bedingungen einstellen. Bekannt ist auch eine Vorrichtung zur Ermittlung der Abriebfestigkeit unter der Bezeichnung„Linear Abraser". Hier wird ein Prüfkörper, der in seiner Höhenposition einstellbar ist und mit Gewichten belastbar ist über ein zu prüfendes Objekt gefahren, womit Aussagen der Beständigkeit des Prüfmaterials gegenüber der hin- und her Bewegung über das Prüfmaterial getroffen werden können. Der Antrieb erfolgt hier über einen üblichen Elektromotor welcher über ein Getriebe ein Gestänge antreibt, welches sich im Anschluss annähernd Liner auf- und ab oder besser gesagt vor- und zurück bewegt und an welchem das Prüfmittel angebracht ist. Der Elektromotor sowie die Bedien-, Steuer- und Anzeigevorrichtung, wie auch das Getriebe und das Gestänge sind dabei untrennbar miteinander als Einheit verbunden.
Die bekannten Test- und/oder Prüfvorrichtungen verwenden in der Regel entwe- der einen, von wenigstens einem Elektromotor angetriebenen, beweglichen Tisch, auf welchem das zu prüfende Objekt aufgelegt wird. Ein Prüfobjekt wird dann auf das zu prüfende Objekt mit einer vorgegebenen Kraft positioniert und der Tisch auf welchem das zu prüfende Objekt positioniert ist, wird bewegt. Die andere bekannte Vorrichtung treibt mittels eines Elektromotors über ein Getriebe ein Ge- stänge, an welchem das Prüfobjekt in der Höhe fixiert befestigt ist.
In allen bekannten Varianten ist die Vorrichtung als komplette Einheit ausgebildet und der Antrieb entweder des zu prüfenden Objektes oder des Prüfobjektes ist durch einen Elektromotor realisiert. Insbesondere bei der Variante der über ein Getriebe angetriebenen Schubstange, die in ihrer Höhe zusätzlich festgelegt ist und außerhalb der Vorrichtung nicht weiter geführt ist erkannt man relativ ungenaue Bewegungsabläufe.
Nachteilig ist weiter, dass die Bewegungen in dem bekannten Ausführungen nur mit geringer Dynamik sowie geringer Energiedichte erfolgen.
Für die Beurteilung der Beständigkeit von verschiedenen zu prüfenden Objekten, wie beispielsweise teilelastischen Materialien mit viskoelastischen Eigenschaften sind diese Betrachtungen aber sehr wichtig. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Test- und/oder Prüfvorrichtung zur Untersuchung von Objekten zu schaffen, welches die genannten Nachteile reduziert oder vermeidet. Insbesondere ist die Aufgabe der Erfindung eine gro- ße Anzahl von Objekten an unterschiedlichen Standorten oder speziell direkt am Ort der Verwendung und unter vielen unterschiedlichen Bedingungen testen zu können. Hierunter fallen für Objekte des täglichen Lebens auch die Betrachtungen der Nutzung und/oder Bedienung, beispielsweise mit der Hand, was sehr langsam erfolgt und dadurch vorgegebenen unterschiedlichen Kontakt zu dem zu prüfen- den Objekt, wie beispielsweise trockene oder nasse Hände oder unter Berücksichtigung von verschiedenen Zusatzkomponenten wie Reinigungsmittel, Pflegeprodukte oder ähnlichen Stoffen. Es sollen aber auch nahezu alle anderen Bedingungen und Berührung von Objekten mit sehr unterschiedlichen, mit diesen in Kontakt tretenden Elementen untersucht werden können. Insbesondere sind auch sehr hoch dynamische Vorgänge, wie beispielsweise Vibrationen mit der erfindungsgemäßen Test- und/oder Prüfvorrichtung untersuch- und/oder prüfbar. Hierunter fallen beispielsweise auch entstehende Abriebe, Kratzer oder andere Beschädigungen durch beispielsweise harte Gegenständen auf Oberflächen während auftretenden Vibrationen. Auch ist die Berücksichtigung von äußeren, beispielsweise klimatischen Bedingungen sehr wichtig, was aufgrund der vorgegebenen starren Architektur bestehender Testgeräte sehr schwierig ist.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des An- spruchs 1 gelöst. Fortbildungen und vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen umfasst.
Erfindungsgemäß ist eine Test- und/oder Prüfvorrichtung insbesondere zum Test und/oder Feststellung der Beständigkeit von Oberflächen und/oder Objekten ge- gen Abrieb und/oder Stoßempfindlichkeit und/oder auf Kratzfestigkeit bestehend aus einer adaptiven Haltevorrichtung und/oder einer Zugangsvorrichtung auf das zu prüfende Objekt und/oder eine zu prüfende Oberfläche, wenigstens einem Mittel zur Anbringung eines Prüf- Wirkobjektes vor oder über dem zu prüfenden Objekt und einer Vorrichtung zum Bewegen des, auf das zu prüfende Objekt treffende Prüf- Wirkobjektes, sowie einer Steuer-, Kontroll- und/oder Anzeigevorrichtung zur Steuerung und/oder Kontrolle der Geschwindigkeit und der Kraft mit welcher das Prüf- Wirkobjekt mit dem zu prüfenden Objekt in Kontakt tritt , wobei die Test- und/oder Prüfvorrichtung für die Bewegung des Prüf- Wirkobjektes gegen und/oder auf und/oder entlang des zu prüfenden Objektes mit einer Tragvorrichtung für das Prüf- Wirkobjekt ausgeführt ist, welche mit einem Zusatzgewicht belastet und/oder belastbar ist und mit einem, mit Kraft- betätigtem Zylinder, mit einer nicht rund ausgeführten Schub- und/oder Zugvorrichtung oder einem nicht runden Zylinder ausgerüstet ist, welcher über wenigstens eine Steuer und/oder Regeleinheit angesteuert und/oder mit einer solchen verbindbar ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Test- und/oder Prüfvorrichtung ist der Druckluftzylinder welcher als nicht runder Zylinder ausgeführt ist oder mit einer nicht runden Schub- und/oder Zugstange ausgerüstet ist, drehbar oder zumindest neigbar an seinem geschlossenen Ende oder an anderer Stelle direkt oder mittels einer Aufnahmevorrichtung an einer Haltevorrichtung angeordnet. Die Position an welcher der Druckluftzylinder an die Haltevorrichtung angebracht ist bestimmt die Basiskraft bzw. das Gewicht welches am Ende der Schub- und/oder Zugstange bei bestimmter Auslenkung herrscht.
Die Haltevorrichtung erlaubt dabei bevorzugt die Höhenverstellung des aufgenommenen Ende des Druckluftzylinders um auf unterschiedliche Höhen von Prüfobjekten reagieren zu können, alternativ können Halterungen in unterschiedlichen Längen verwendet sein um eine Anpassung der Höhe des Druckluftzylinders mit der Höhe des zu prüfenden Objektes zu erreichen, oder eben diesen zunächst in eine waagrechte Position bringen zu können. Zur Erleichterung dieser Einstellung verfügt der Druckluftzylinder und oder die Aufnahmevorrichtung für diesen über ein Nivellierung- Anzeigegerät, wie etwa eine kleine Wasserwaage oder eine integrierte und/oder angebaute Libelle. Die von dem Druckluftzylinder abgehende Schub- und/oder Zugstange ist an ihrem Ende mit einer Tragvorrichtung für das Prüf- Wirkobjekt ausgerüstet, wobei die Tragvorrichtung bevorzugt drehbar ausgeführt ist um beispielsweise unterschiedliche Winkel des Kontaktes zwischen dem Prüf- Wirkobjekt bezüglich des zu prüfenden Objektes einstellen zu können.
Das Prüf- Wirkobjekt ist in einer Ausführung am Ende einer Stange oder eines Stabes angeordnet welche durch die Tragvorrichtung an der Schub- und/oder Zugstange geführt ist und an dieser fixierbar, z.B. mittels einer Sicherungsschraube, ist. Auf der Tragevorrichtung oder entlang der Stange oder des Stabes an dessen einem Ende das Prüf- Wirkobjekt angebracht ist, lassen sich Zusatzgewichte anordnen um die Kraft, mit der das Prüf- Wirkobjekt auf das zu prüfende Objekt trifft, einzustellen.
Die so ausgeführte Test- und/oder Prüfvorrichtung erlaubt die Belastung des zu prüfenden Objektes mit dem definierbaren Gewicht des wippenden Teils, des in der Halterung angeordneten Druckluftzylinder, der Tragevorrichtung mit dem Prüf- Wirkobjekt sowie des zusätzlich eingestellten Gewichts durch Zusatzgewichte. Durch die gewählte Ausführung eines nicht runden Druckluftzylinders und/oder einer nicht runden Schub- und/oder Zugstange ist die einmal eingestellte Position des Prüf- Wirkobjektes in Bezug auf das zu prüfende Objekt sehr verdrehsicher ausgeführt und die Schub- und/oder Zugstange muss nicht zusätzlich gefuhrt werden. Auch erlaubt die so ausgestaltete Vorrichtung, dass das Prüf- Wirkobjekt der Kontur- und/oder Unebenheiten des zu prüfenden Objektes folgen kann, da der Druckluftzylinder an seinem Ende drehbar gelagert ist.
Somit können auch nicht plane Objekte und/oder Oberflächen sehr gut getestet, geprüft oder untersucht werden.
Der Druckluftzylinder ist mit einer Steuer und/oder Regeleinheit sowie einer Druckluftversorgung verbunden oder verbindbar und erlaubt eine sehr hohe Dynamik sowie hohe Kräfte bezüglich der Bewegung und Geschwindigkeit mit welcher die Schub- und/oder Zugstange das Prüf- Wirkobjekt über das zu prüfende Objekt bewegt. Mittels der Steuerung lassen sich auch unterschiedliche, in einem weiten Bereich variable Geschwindigkeiten für jede Bewegung einstellen, womit beispielsweise Objekt mit einer Vorzugsrichtung und/oder Objekte auf bestimmte Bewegungsrichtungen besser und präziser getestet und bewertet werden können. In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung ist der Kraft- und/oder Druckluftzylinder noch mit einem, mit der Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung verbundenen, Druckmesser und/oder Positions- und/oder Weg- Messsystem aus- gerüstet oder mit diesem verbunden, womit die eingebrachte Kraft und/oder der Weg messbar ist und beispielsweise sehr einfach in einem Kraft- Weg Diagramm zur Verfügung steht. Auch ist einer weiteren Ausführung die Test- und/oder Prüfvorrichtung mit einer Kraftmessvorrichtung, wie beispielsweise einer Kraftmessdose unterhalb des zu prüfenden Objektes ausgerüstet, womit beispielsweise Stick-Slip Effekte wie Haft- und/oder Ruckgleiteffekte von gegeneinander bewegten Festköropern z.B. knarzende Türen oder ratternde Scheibenwischer untersuchbar und/oder bewertbar sind. Mit der erfindungsgemäßen Test- und/oder Prüfvorrichtung und den anpassbaren Parametern der Bewegung der Prüfobjekte, der Steuerung und/oder Kontrolle und Messung, sowie der Zugabe von unter- schiedlichsten Testfluiden lassen sich nahezu alle tribologischen Oberflächeneigenschaften eines Prüfobjektes testen und/oder ermitteln. Darüber hinaus können mit der erfindungsgemäßen Test- und/oder Prüfvorrichtung die verschiedensten Reibmessungen angestellt werden und beispielsweise Schmiermittel- und/oder Öle getestet, geprüft und bewertet werden um beispielsweise Reibkoeffizienten zu ermitteln.
In einer bevorzugten Ausführung der erfindungsgemäßen Test- und/oder Prüfvorrichtung ist diese auf einer Grundplatte mit einer Haltevorrichtung für das zu prüfende Objekt sowie einer Haltevorrichtung für den dreh- und/oder neigbar befes- tigten Druckluftzylinder ausgeführt. Auf der Grundplatte können weitere Halte- und/oder Antriebselemente für den Druckluftzylinder vorgesehen sein um diesen beispielsweise in einer festzulegenden Neigung fixieren zu können oder um diesen an einer Stelle anzuheben und wieder abzusenken.
Die Haltevorrichtung für das zu prüfende Objekt ist ein einer Ausführung der Test- und/oder Prüfvorrichtung schwenkbar, insbesondere um 90° schwenk- bzw. kippbar, womit die Bewegung des Prüf- Wirkobjektes auf und/oder entlang des zu prüfenden Objektes wahlweise lotrecht oder senkrecht zur Schwerkraft erfolgen kann. In einer weiteren bevorzugten Ausführung der Test- und/oder Prüfvorrichtung ist vor dem zu prüfenden Objekt und zwischen diesem und dem auf dieses wirkende Prüf- Wirkobjekt ein bahnartiges Material angeordnet. Dieses bahnartige Material ist bevorzugt ein Gewebe und/oder Textil, welches während der Prü- fung zusätzlich mit einer Testflüssigkeit beaufschlagt wird. Durch entsprechende Auswahl des Materials des bahnartigen Mediums sowie Auswahl der Testflüssigkeit lassen sich sehr unterschiedliche Parameter für die Prüfung erreichen oder nachbilden. Beispielsweise kann durch entsprechende Rauheit die Oberfläche von Händen oder speziellen Handschuhen simuliert werden und getestet und/oder überprüft und/oder festgestellt werden wie oft das prüfende Objekt unter diesen Bedingungen mit welcher Belastung durch das Prüf- Wirkobjekt belastbar ist. Durch Zugabe von entsprechenden Flüssigkeiten und/oder Lotionen und/oder anderen Zusätzen kann beispielsweise getestet und/oder überprüft und/oder festgestellt werden, wie sich die zu prüfenden Objekte bei gleichzeitigem Kontakt mit z.B. Waschmitteln, Reinigern, anderen Chemikalien oder Stoffen verhalten. Durch die zahlreichen Einstell-, Justier- und Anpassungsoptionen der Test- und/oder Prüfvorrichtung können so sehr lebensnahe Situationen und oder Situationen des täglichen Lebens unter allen erdenkbaren äußeren Bedingungen nachgebildet werden und sehr aussagekräftige und verlässliche Erkenntnisse ermittelt werden. Mit der erfindungsgemäßen Test- und/oder Prüfvorrichtung lassen sich beispielsweise Bedienungsvorgänge an einem Schalter, einer Tastatur oder einem anderen Bedienelement mit der Hand oder einem Finger durch eine Person simulieren. Durch die Auswahl der Härte des Prüf- Wirkobjektes sowie des bahnartigen, vorgespannten Materials und/oder der zusätzlich verwendeten Testflüssigkeit kann beispielsweise auch der Kontakt mit den Fingern, der Hand oder anderen Oberflächen oder Körpern nach Zugabe einer Reinigungsflüssigkeit oder eines anderen Fluids, einer Creme oder einer Chemikalie getestet werden.
Zur Ermittlung von Ergebnissen oder Messwerten über die erreichbare Belastung und/oder Belastungsgrenzen und/oder zur Überprüfung unter extremeren äußeren Bedingungen wird die Test- und/oder Prüfvorrichtung in einer weiteren Variante teilweise in einer Klimakammer angeordnet. Hierbei ist bevorzugt die Steuer-, Kontroll-, und Anzeigeeinrichtung von den übrigen Komponenten der Test- und/oder Prüfvorrichtung getrennt, außerhalb der Klimakammer angeordnet um elektrische und/oder elektronische Komponenten zu schützen und/oder deren Funktion aufrecht zu erhalten. Der Druckluftzylinder ist in dieser Variante be- darfsmäßig mit einer lokal wirkenden Isolierung und/oder einer Heizeinrichtung wie beispielsweise eine aufgebrachten Heizfolie ausgerüstet, welche über die Steuer- und/oder Kontrolleinrichtung angesteuert wird, welche außerhalb der Klimakammer angeordnet ist. Damit lassen sich beispielsweise Tests- und/oder Prüfungen bei Temperaturen von bis zu minus 40° oder darunter durchführen. Für die Berücksichtigung der Temperatur unter welchen der Test- und/oder Prüfung abläuft besitzt die Test- und/oder Prüfvorrichtung nahe am zu prüfenden Objekt einen Temperatursensor, welcher die Werte an die Steuer-, Kontroll- und/oder Anzeigeeinrichtung überträgt. Die Druckluftzuführungen für den Druckluftzylinder, welche von der Druckluftversorgung und/oder der Steuer- und Kontrollein- richtung außerhalb der Klimakammer zugeleitet werden, sind bevorzugt isoliert oder mit einer Begleitheizung ausgeführt.
Der Kopf des Prüf- Wirkobjektes ist in Form, Größe und Härte variierbar und bevorzugt wechselbar ausgeführt. Bevorzugt können verschiedene Halterungen angebaut werden um auch ganz spezielle Gegenstände als Prüf- Wirkobjekte einsetzen zu können, wie z.B. einen Schlüssel, welcher mit dem Lack am Türgriff oder einer Textilfläche oder einer anderen Oberfläche in Kontakt tritt. Für Anwendungen in einer Klimakammer bei etwa minus 40° hat sich beispielsweise ein Kopf mit einer Shorehärte im Bereich von 40 bis 50 als bevorzugte Variante ge- zeigt. Für andere Anwendungen ist der Kopf mit einem textilen-, und/oder saug- fähigen Material überzogen oder aus solch einem ausgebildet.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen beispielhaft näher beschrieben, dabei zeigen: eine perspektivische Darstellung einer Variante einer Test- und/oder Prüfvorrichtung
Fig. 2 eine Variante der Test- und/oder Prüfvorrichtung aus Fig. 1 mit aufgestell- ter Haltevorrichtung
eine schematische Darstellung einer weiteren Variante einer Test- und/oder Prüfvorrichtung mit einer Fluid- Beaufschlagungsvorrichtung
Fig. 4 eine Variante der Test- und/oder Prüfvorrichtung mit ausgeschwenkter Bewegungseinrichtung
In der Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Test- und/oder Prüfvorrichtung gezeigt, in welcher ein zu prüfendes Objekt 3 oder ein Teilstück eines Objektes in einer Haltevorrichtung 15 in einer definierbaren Höhe und einem Abstand zur Bewegungseinrichtung 16 anbringbar ist. Die Bewegungseinrichtung ist als Kraft- und/oder Druckluftzylinder 16 ausgeführt, welcher bevorzugt über eine nicht rund ausgeführten Schub- und/oder Zugstange 22 oder einem nicht runden Zylinder 16 ver- fügt (in dieser Ansicht nicht detailliert dargestellt) und an seinem Ende in einer Befestigungs Vorrichtung bevorzugt drehbar oder wenigstens neigbar angebracht ist. Diese Befestigung kann mittels Spannschrauben oder Riegel, bedarfsgerecht fixierbar gegen Verdrehung ausgeführt sein. Durch die Ausgestaltung des Kraft- und/oder Druckluftzylinders 16 als nicht runder Zylinder und/oder die Ausgestal- tung der Zug- und Schubstange 22 als nicht rundes Element, schafft diese Anordnung eine in sich verdrehsicher ausgeführte Bewegungsvorrichtung für das Prüf- Wirkobjekt 2 am Ende der Schubstange 22. Die Schubstange muss gemäß dieser Ausführung nicht zusätzlich und aufwendig mechanisch geführt werden um eine gleichbleibende Bewegung des Prüf- Wirkobjektes 2 mit der Tragevorrichtung 4 zu ermöglichen. Weiterhin erlaubt die Ausführung der Test- und/oder Prüfvorrichtung mit dem Zylinder 16, welcher an seinem hinteren Ende neigbar an den Halteelementen 19 angebracht ist, die Prüfung von nicht ebenen Prüfobjekten 3. Das am vorderen Ende der Schubstange 22 angebrachte Prüf- Wirkobjekt 2 kann beim Aufliegen auf das zu prüfende Objekt 3 durch die drehbare Lagerung des Zylinders 16 an den Haltemitteln 19 bei vor- und zurück Bewegung der Schubstange einer Kontur, wie z.B. einer Wölbung folgen. Dies wäre mit einem fixierten Zylinder nicht möglich. Die Fixierung des Zylinders 16 kann aber für alternative Anwendung durchaus Sinn machen wofür in einer alternativen Ausführung (Fig. 2 und Fig. 3) ein Fixier- oder Begrenzungsmittel 20 angeordnet ist.
Die Haltevorrichtung für das zu prüfende Objekt ist in dieser gezeigten Variante in Fig. 1 zusammen mit dem Druckluftzylinder 16 auf einer gemeinsamen Grundplatte angeordnet, was eine kompakte Prüfeinheit schafft, mit welcher wiederkeh- rende Test- und/oder Prüfabläufe komfortabel durchzuführen sind. Grundsätzlich kann die Bewegungs Vorrichtung 16 mit ihren endseitigen Befestigungen 19 und ggf. mit einem Auflager 20 für den Zylinder an jeder gewünschten Stelle oder einem vorgegebenen Ort für einen Test- und/oder Prüfungsaufbau aufgebaut werden. Dies kann z.B. erforderlich sein, wenn ein Testobjekt an einem Ort fest in- stalliert ist und auch direkt an diesem Ort der Test- und/oder Prüfungsablauf stattfinden muss. Hierfür können diverse Varianten für die Befestigungselemente 19 am Ende des Zylinders zum Einsatz kommen, wie beispielsweise massive Saugfüße, Magnetplatten oder Klebe- oder mechanische Verbindungsvorrichtungen.
Auch ist gemäß einer Ausführung eine Öffnung in der Grundplatte an der Stelle der Haltevorrichtung 15 vorgesehen, womit es möglich wird, die Grundplatte selbst über dem zu prüfenden Objekt zu positionieren. Der Prüfkörper wird dann derart ausgerichtet, dass dieser durch die Öffnung hindurch mit dem zu prüfenden Objekt und/oder einer zu prüfenden Fläche in Kontakt treten kann. Somit erhält man eine mobile Belastungseinheit auf der Grundplatte mit einem Durchbruch für die Kontaktherstellung zwischen dem Prüf- Wirkobjekt und dem zu prüfenden Objekt.. In dem gezeigten Test- und/oder Prüfaufbau mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wie in Fig. 1 gezeigt, wird ein Objekt 3, welches in einer Linie oder besser gesagt parallel zum Druckluftzylinder 16 auf der gemeinsamen Grundplatte auf einer Haltevorrichtung 15 befestigt ist, von einem Prüf- Wirkobjekt überfahren, bzw. wird das Prüf- Wirkobjekt 2 über das zu prüfende Objekt mittels des Druckluftzylinders 16 geschoben und/oder gezogen.
Die Höhe des Prüf- Wirkobjektes 2 ist dabei an der Tragevorrichtung 4 am Ende der Schub- und/oder Zugvorrichtung, welche in den Zylinder 16 führt einstellbar, womit die Berührungsintensivität des Prüf- Wirkobjektes 2 auf das zu prüfende Objekt 3 variiert werden kann. Zusätzlich lassen sich an der Haltevorrichtung 4 für das Prüf- Wirkobjekt Zusatzgewichte 18 aufbringen um unterschiedliche Wirkkräfte des Prüf- Wirkobjektes auf das zu prüfende Objekt einstellen zu können. Die Steuer- Regel- und Kontrollvorrichtung 17 ist bevorzugt getrennt von dem Druckluftzylinder der Haltevorrichtung für zu prüfende Objekte und der gemeinsamen. Grundplatte ausgeführt, kann jedoch zur Schaffung eines sehr kompakten Prüf- und/oder Testvorrichtung auch zusammen mit den genannten Komponenten auf der gemeinsamen Grundplatte aufgebaut und sowohl Druckluft- wie auch Elektrisch- fertig verbunden sein. Die Kontrolleinheit verfügt bevorzugt über
Schnittstellen zur Übertragung der Daten zu anderen IT Geräten und/oder Ausgabegeräten wie Druckern oder dergleichen. Die Übertragung erfolgt wahlweise mittels Kabelverbindung und/oder Drahtlos wofür entsprechende Schnittstellen wie LAN, WLAN, Bluetooth oder für andere Funkübertragungsverfahren vorge- sehen sind.
Die getrennte Variante bietet insbesondere die Möglichkeit Prüf- und/oder Testabläufe unter sehr widrigen Temperaturbedingungen z.B. in einer Kältekammer bei Temperaturen unter Minus 30 °C zu realisieren. Hierbei ist die kälteempfindliche Elektronik und insbesondere die Anzeigeeinheit außerhalb der Kältekammer posi- tionierbar. In einer derartigen Ausführung sind die, mit absolut entfeuchteter Luft betriebenen Druckluftzuführungen sowie der Druckluftzylinder bevorzugt mit einer sehr platzierten und kontrollierbaren lokalen Heizung und/oder Isolierung ausgerüstet, beispielsweise kommen für den Druckluftzylinder und die Zuleitungen Heizfolien und/oder Rohrheizungen zur Anwendung. Die Test- und/oder Prüfvorrichtung besitzt für einen derartigen Anwendungsfall bevorzugt wenigs- tens einen, mit der Kontroll- und/oder Steuereinrichtung verbundenen, Temperatursensor am oder nahe dem zu prüfenden Objekt, um festzuhalten und/oder festzulegen, bei welcher Temperatur die Prüfung- und/oder der Test am Objekt erfolgt.
Mit der in Fig. 1 dargestellten Ausführung der erfindungsgemäßen Prüf- und/oder Testvorrichtung lassen sich beispielsweise Kratz-, Reibe-, Schabe- oder ähnliche Berührungs Vorgänge eines Objektes simulieren und die Widerstandsfähigkeit des zu prüfenden Objektes dahingehend ermitteln. Mittels der wählbaren Prüf- Wirkobjekte können so lebensnahe Situationen, wie z.B. die Berührung eines Objektes mit den Fingern oder mit Fingernägeln und deren Auswirkung auf die zu prü- fenden Objekte nachgestellt und geprüft werden. Unterschiedliche Bedingungen lassen sich so durch die Auswahl geeigneter Köpfe des Wirk- Prüfobjektes realistisch auswählen und die zu prüfenden Objekte sehr präzise auf deren Belastbarkeit unter den eingestellten Bedingungen überprüfen.
Tests und/oder Prüfungen auf Widerstandsfähigkeit von zu prüfenden Objekten sind dadurch sehr leicht für sehr unterschiedliche Bedingungen, wie z.B. Rauheit der auf das zu prüfende Objekt treffenden Objekte oder die Auswirkungen bei ■ verschiedenen Umgebungstemperaturen, möglich.
Bei verschiedenen Prüfungen, insbesondere von visko- elastischen Objekten ist die erfindungsgemäße Ausführung mit Druckluftzylinder als Antrieb für das Prüf- Wirkobjekt geeignet sehr große Geschwindigkeiten und somit Energiedichten auf das zu prüfende Objekt einwirken zu lassen. Hierbei spielt die Viskoelastizität der Objekte eine große Rolle da diese bei Einwirkung relativ großer Kräfte aber geringer Geschwindigkeiten wenig Beeinträchtigung erfahren, demgegenüber aber bei erhöhten Bewegungsgeschwindigkeiten sehr schnell Schaden nehmen. Dies hängt mit der Eigenart zusammen, dass die Zurückbildung des Objektes nach einer Belastung langsam erfolgt und bei großen Bewegungsgeschwindigkeiten des Prüf- Wirkobjektes auf das zu prüfende Objekt, dieses sehr schnell Schaden erleidet, da die entstehenden Kräfte sich aufschaukeln.
Somit ist mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine sehr präzise Messung einer Frequenz möglich welche die Zerstörung des zu prüfenden Objektes zur Folge haben wird. Beispielsweise wird das Entlangfahren mit einem Fingernagel auf einer Lederoberfläche auch bei größerem Druck aber langsamer Bewegung keinen nennenswerten Schaden hervorrufen. Dies ändert sich aber aufgrund der
Viskoelastizität des Objektes z.B. Polsterung oder Leder selbst, sehr schnell, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit, mit welcher das Entlangfahren geschieht erhöht wird. Die Lederoberfläche wird dabei nach relativ kurzer Zeit beschädigt oder zerstört. Die in so einer erfindungsgemäßen Prüf- und/oder Testvorrichtung ermittelten Werte geben schnell Aufschluss bei Fragen nach Ersetzbarkeit verschiedener Materialien und/oder Aufschluss über erfolgte Beschädigungen.
Die Prüf- und/oder Testvorrichtung ist in einer weiteren Ausführung mit einer Beaufschlagungsvorrichtung 7, 12 ausgerüstet mittels welcher während des Be- rührungs-, Streich- oder Angreif- Prozesses des Prüf- Wirkobjektes 2 auf das zu prüfende Objekt 3 ein Fluid 7 zugegeben werden kann um verschiedene äußere Einflüsse zu simulieren. So können beispielsweise alle erdenklichen Kontakte zwischen Objekt und Prüfobjekt zusätzlich unter Verwendung einer Prüfflüssigkeit, wie z.B. Schweiß, Reinigungsmitteln, Arzneien oder anderen chemischen Produkten überprüft und die Beständigkeit der zu prüfenden Objekte unter Berücksichtigung dieser Umstände getestet und/oder gemessen und/oder überprüft werden.
In einer weiteren Variante gemäß Fig. 2 ist das Prüf- Wirkobjekt 2, welches auf ein zu prüfendes Objekt trifft in Fortführung der Schub und/oder Zugsstange 22 des Zylinders 16 angeordnet. Durch Betätigung des Druckluftzylinders 16 wird das entsprechend den Prüf- und/oder Testkriterien vorgegebene Prüf- Wirkobjekt, welches an der Schubstange mittels einer Halterung 4 angebracht ist, gegen das zu prüfende Objekt bewegt und in Kontakt mit diesem gebracht. Hierbei kann mittels der Kontroll- und/oder Steuervorrichtung exakt vorgegeben werden oder wie oft in welcher Zeit und mit welcher Kraft das Prüf- Wirkobjekt gegen das zu prüfende Objekt gefahren und/oder gestoßen werden soll. Dies könnte die Simulation eines Tast- und/oder Schaltvorgangs sein, in welchem die Beständigkeit eines Bedienelementes und/oder dessen Beschriftung und/oder dessen Aufdruck bezüg- lieh Bedienvorgänge, sein.
Zur Erzielung eines möglichst realistischen Berührungsvorgangs auf ein Objekt 3 ist die Prüf- und/oder Testvorrichtung in einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante, wie in Fig. 2 oder Fig. 4 gezeigt, mit wenigstens einer von der Steuer- und/oder Kontrolleinheit 17 steuerbaren Hebevorrichtung 21 für den, an den Befestigungsstellen 19 drehbar gelagerten Zylinder 16 ausgerüstet. Hierdurch wird vor dem Auftreffen des Prüf- Wirkobjektes 2 auf das zu prüfende Objekt 3 der Zylinder 16 im vorderen Bereich leicht angehoben und unmittelbar vor dem Auftreffen des Prüf- Wirkobjektes 2 auf das zu prüfende Objekt 3 wieder abgesenkt, dadurch wird eine sehr realistische, lebensnahe Streichbewegung beim Drücken auf das zu prüfende Objekt erreicht.
Auch in der Fig. 3 ist eine Prüf- und/oder Testvorrichtung gezeigt die eine solche entlangfahrende Drückbewegung auf das zu prüfende Objekt 3 bewirkt, wobei in dieser schematisch dargestellten Ausführung der Zylinder nicht mittels einer steuerbaren Hebevorrichtung angehoben wird. Es wird zur Erzeugung der genannten, nach unten gerichteten Streich- Drückbewegung, eine mechanische Ausgestaltung verwendet und die Bewegung mittels einer winkelig 8 angeordneten Anlenkstange 4 und einer, mit einer Feder 14 versehenen Abkragung, an welcher das Prüf- Wirkobjekt 2 befestigt ist, erreicht.
Die genannten Varianten der erfindungsgemäßen Prüf- und/oder Testvorrichtung sind oder lassen sich bedarfsmäßig mit einer Beaufschlagungsvorrichtung ausrüsten mittels welcher während des Berührungs-, Streich- oder Angreif- Prozesses des Prüf- Wirkobjektes 2 auf das zu prüfende Objekt 3 ein Fluid 7 zugegeben werden kann um verschiedene äußere Einflüsse zu simulieren. Eine dahingehend automatisierte und kontinuierlich während des Prüf- und/oder Testvorgangs arbeitende Beaufschalgungsvorrichting ist in Fig. 3 gezeigt. Dabei wird, beispielhaft gemäß Fig. 3 an der Prüf- und/oder Testvorrichtung ein Bahn artiges Material 6 zwischen dem zu prüfenden Objekt 3 und dem Prüf- Wirkobjekt 2 angeordnet, welches automatisiert und dosiert über eine Fördervorrichtung 13 ein Fluid 7 mittels einer positionierbaren Austrittsvorrichtung 12 an das Bahn artige Material 6 abgibt.
In einer weiteren Ausführung der Prüf- und/oder Testvorrichtung, wie sie in Fig. 4 zu sehen ist, kann der Zylinder 16 komplett geschwenkt werden, womit auch zu prüfende Objekte außerhalb der gemeinsamen Grundplatte 23 getestet werden können. Zur möglichen Simulation der von leicht oben erfolgenden Bewegung ist auch, wie hier gezeigt, auf der rechten Seite der Befestigungsvorrichtung 19 für den Zylinder eine weitere Hebevorrichtung 21 vorhanden, welche von der Steuer und/oder Kontroll einheit angesteuert wird. Damit lassen sich sehr einfach auch Objekte prüfen und/oder testen, welche nicht in die Haltevorrichtung 15 der Prüf- und/oder Testvorrichtung eingebracht werden können.
Nachdem bevorzugte Ausführungen der Erfindung in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben wurden, ist festzuhalten, dass die Erfindung nicht auf diese genauen Ausführungen beschränkt ist und dass verschiedene Änderungen und Modifizierungen daran von einem Fachmann ausgeführt werden können, ohne dass vom Umfang der Erfindung, wie er in den beiliegenden Ansprüchen definiert ist abgewichen wird.
Bezugszeichenliste:
1 Prüf- oder Testvorrichtung
2 Prüf- Wirkobjekt
3 Prüfobjekt, Prüfoberfläche
4 Tragvorrichtung
5 Bewegungskurve
6 Gewebe
7 Prüfflüssigkeit
8 Winkel
9 Bewegung des Prüf- Wirkobjektes
10 Bewegung des Gewebes
1 1 Förderleitung
12 Verstellbare Austrittsvorrichtung
13 Fördereinrichtung
14 Justierfeder
15 Haltevorrichtung für zu prüfendes Objekt
16 Vorrichtung zur Bewegung
17 Steuer, Kontroll und/oder Anzeigeeinrichtung
18 Zusatzgewicht
19 Befestigungsvorrichrung für Bewegungs- Zylinder
20 Auflager für Zylinder
21 Hebevorrichtung für Zylinder
22 Schub- und/oder Zugvorrichtung

Claims

Ansprüche
1. Test- und/oder Prüfvorrichtung (1) insbesondere zum Test und/oder Feststellung der Beständigkeit von Oberflächen und/oder Objekten gegen Abrieb und/oder Stoßempfindlichkeit und/oder auf Kratzfestigkeit bestehend aus einer adaptiven Haltevorrichtung (15) und/oder Zugangsvorrichtung auf das zu prüfende Objekt (3) und/oder eine zu prüfende Oberfläche, wenigstens einem Mittel zur Anbringung eines Prüf- Wirkobjektes (2) vor oder über dem zu prüfenden Objekt und einer Vorrichtung zum Bewegen (16) des, auf das zu prüfende Objekt treffende Prüf- Wirkobjektes, sowie einer Steuer-, Kontroll- und/oder Anzeigevorrichtung (17) zur Steuerung und Kontrolle der Geschwindigkeit und der Kraft mit welcher das Prüf- Wirkobjekt (2) mit dem zu prüfenden Objekt (3) in Kontakt tritt, dadurch gekennzeichnet
dass die Test- und/oder Prüfvorrichtung (1) für die Bewegung des Prüf- . Wirkobjektes (2) gegen und/oder auf und/oder entlang des zu prüfenden Objektes (3) mit einer Tragvorrichtung (4) für das Prüf- Wirkobjekt ausgeführt ist, welche mit einem Zusatzgewicht (18) belastet und/oder belastbar ist und mit einem, mit Gas und/oder Fluid betätigtem Antrieb und/oder Zylinder (16), mit einer verdrehsicher ausgeführten Schub- und/oder Zugvorrichtung (22) ausgerüstet ist, welcher über wenigstens eine Steuer und/oder Regel einheit (17) angesteuert und/oder mit einer solchen verbindbar ist.
2. Testvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
dass der mit Gas und/oder Fluid betätigte Zylinder ein Kraftzylinder und/oder Druckluftzylinder ist.
3. Testvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
dass der mit Gas und/oder Fluid betätigte Zylinder (16) und/oder die Schub- und/oder Zugvorrichtung (22) nicht rund ausgeführt ist.
4. Testvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
dass die Bewegung des Prüf- Wirkobjektes (2) auf und/oder entlang des zu prü- fenden Objektes (3) lotrecht zur Schwerkraft erfolgt.
5. Testvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
dass die Bewegung des Prüf- Wirkobjektes (2) auf und/oder entlang des zu prü- fenden Objektes (3) waagrecht zur Schwerkraft erfolgt.
6. Testvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
dass die Haltevorrichtung (4) für das zu prüfende Objekt und/oder die Vorrichtung zum Bewegen des, auf das zu prüfende Objekt treffende Prüf- Wirkobjekt (2) drehbar ausgeführt ist.
7. Testvorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet
dass das Prüf- Wirkobjekt als Prüfstempel (2) ausgeführt ist und zwischen diesem Prüfstempel und einer zu untersuchenden Oberfläche und/oder einem Objekt ein Bahn-artiges Material während der Prüfung angeordnet ist.
8. Testvorrichtung nach Anspruch 1 und 7, dadurch gekennzeichnet
dass das Bahn-artige Material wenigstens teilweise aus einem textilem Material ausgeführt ist und/oder eine definierte Größe an Rauheit aufweist.
9. Testvorrichtung nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet
dass der Zylinder mit wenigstens einer Heizvorrichtung ausgerüstet ist.
10. Testvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
dass die Testvorrichtung mit räumlich voneinander trennbaren Einheiten der Bewegungsvorrichtung für das Prüf- Wirkobjekt und der Steuer-, Regel-, und Anzei- geeinheit ausgerüstet ist.
11. Testvorrichtung nach Anspruch 1, 7 und 8,
dadurch gekennzeichnet
dass wenigstens die Einheit aus einer Haltevorrichtung für das zu prüfende Objekt, das Mittel zur Anbringung eines wenigstens teilweise textilem Materials sowie das Material selbst und die Vorrichtung zum Bewegen des Prüfstempels gegen das zu prüfende Material in einer Standardklimakammer unterbringbar ist.
12. Testvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
dass das Prüf- Wirkobjekt mit einem wechselbaren, wenigstens teilweise elastischen Kopf ausgerüstet ist.
13. Testvorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet
dass der gegen das zu prüfende Material bewegte Kopf des Prüf- Wirkobjekt über eine Shorehärte im Bereich von 40 bis 50 bei einer Temperatur von -40 °C verfügt.
14. Testvorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüchen , dadurch gekennzeich et
dass der für die Bewegung des Prüf-Wirkobjektes ausgeführte Druckluft betätigte Zylinder mittels einer Isolationsvorrichtung mit einem Gehäuse oder einer Haltevorrichtung verbunden oder an einem solchen Gehäuse oder einer Haltevorrichtung angebracht ist.
15. Testvorrichtung nach einem oder mehreren der vorgenannten Ansprüchen, dadurch gekennzeich et
dass die Verbindungsleitungen und/oder Verbindungen zwischen der Bewegungsvorrichtung für das Prüf- Wirkobjekt und der Steuer-, Regel-, und Anzeigeeinheiten isoliert und/oder teilweise beheizt ausgeführt sind.
16. Testvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
dass das Prüf- Wirkobjekt und/oder der Kopf des Prüf-Wirkobjektes mit einem wenigstens teilweise textilen Material ausgerüstet und/oder überzogen ist.
17. Testvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
dass der Kopf des Prüf-Wirkobjektess mit einem wenigstens teilweise saugfähi- gen Material ausgerüstet und/oder überzogen ist.
18. Testvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
dass der Druckluft und/oder Kraft betätigte Zylinder verdrehsicher oder in einer definierten Position fixierbar ausgeführt ist.
19. Testvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
dass der Druckluft betätigte Zylinder mit wenigstens einem direkt an diesem an- gebrachten Temperatursensor ausgerüstet ist, welcher mit einer Steuer- und/oder Regeleinheit verbindbar ist.
20. Testvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
dass die Testvorrichtung über wenigstens einen Temperatursensor im Bereich des zu prüfenden Objekts verfügt.
21. Testvorrichtung nach vorgenannten Ansprüchen,
dadurch gekennzeichnet
dass das Prüf- Wirkobjekt und/oder der Prüfkörper während der Prüfung mittels einer Zufuhreinrichtung mit einem definierten Fluid in vorgegebener Menge beaufschlagbar ist.
22. Testvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
dass die Testvorrichtung als Kratztester ausgeführt ist.
23. Testvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeic net
dass die Testvorrichtung als Abriebtestvorrichtung ausgeführt ist.
24. Testvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
dass die Testvorrichtung als Reib-, Schab-, Walg- oder Rolltester oder dergleichen ausgeführt ist.
EP15828732.6A 2014-11-07 2015-11-03 Test- und/oder prüfvorrichtung Withdrawn EP3237878A1 (de)

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