Rotationsschere

Die Rotationsscherprüfung ist eine spezielle Methode zur Messung des Drehmoments oder der Verdrehungskraft, die zur Verformung eines Materials oder Bauteils erforderlich ist. Durch Anlegen einer kontrollierten Rotationslast können Ingenieure die Scherspannung bestimmen, d. h. die Kraft pro Flächeneinheit, die entsteht, wenn Schichten eines Materials gegeneinander gleiten.

Diese Prüfart ist besonders wertvoll in Branchen, in denen Bauteile oder Baugruppen Rotationskräften standhalten müssen, ohne zu versagen. Klebstoffe, medizinische Geräte, Automobilteile, Sportgeräte und Baumaterialien werden häufig auf diese Weise geprüft, um die Leistung, Haltbarkeit und Einhaltung von Sicherheitsanforderungen zu bestätigen.

Bei Klebstoffen wird mit der Rotationsscherprüfung bewertet, wie gut Klebeverbindungen Verdrehungskräften standhalten. Im Automobilsektor wird die Unversehrtheit von Komponenten wie Befestigungselementen, Wellen und Gelenken unter realen Bedingungen geprüft. Bei der Herstellung von Sportgeräten, wie z. B. Turngeräten oder Klettergerüsten, wird mit dieser Methode überprüft, ob die Produkte vor der Markteinführung den Sicherheitsstandards entsprechen.

Durch die genaue Messung von Drehmoment und Scherspannung können die Hersteller stärkere, sicherere und zuverlässigere Produkte entwickeln und gleichzeitig die strengen internationalen Prüfstandards erfüllen.

Es gibt verschiedene Ansätze zur Messung von Scherspannungen, wobei Rotationsscherprüfungen und torsionsbasierte Verfahren zu den am häufigsten verwendeten gehören. Beide wenden Rotationskräfte an, unterscheiden sich aber darin, wie das Drehmoment aufgebracht und gemessen wird.

Rotations-Scherprüfung

Eine Probe, häufig eine Klebeverbindung oder eine geklebte Baugruppe, wird zwischen zwei Vorrichtungen eingespannt. Eine Vorrichtung bleibt statisch, während die andere rotiert und ein Drehmoment aufbringt, bis die Verbindung versagt oder eine bestimmte Verschiebung erreicht. Das Drehmoment und die Winkelverschiebung werden aufgezeichnet, so dass die Ingenieure die Scherspannung berechnen und das Verhalten unter Torsionsbelastung beurteilen können.

Torsionsprüfverfahren

Bei der Torsionsprüfung, die üblicherweise für zylindrische Proben wie Stäbe, Drähte oder Wellen verwendet wird, wird eine Torsionslast bis zum Versagen aufgebracht. Sie wird häufig in der Werkstoffkunde zur Bestimmung der mechanischen Eigenschaften von Metallen, Polymeren und Verbundwerkstoffen eingesetzt.

Die Rotationsscherprüfung eignet sich besonders für Klebeverbindungen, bei denen die Klebestelle eher Rotationskräften als rein linearen Kräften ausgesetzt ist.

Scher- und Drehfestigkeitsprüfungen werden in vielen Bereichen eingesetzt, darunter:

• Klebstoffe und Dichtstoffe: Bestimmung der Rotationsfestigkeit von UV-ausgehärteten Klebeverbindungen in Elektronik-, Automobil- und Medizintechnik-Baugruppen.
• Automobilbau: Bewertung der Drehmomentfestigkeit von geklebten oder mechanisch befestigten Verbindungen, um die Leistung unter Vibration und Belastung sicherzustellen.
• Bauwesen: Prüfung von Klebematerialien in strukturellen Verbindungen, Fußbodensystemen oder Sicherheitsausrüstungen zur Einhaltung von Bauvorschriften.
• Medizinische Geräte: Überprüfung der Drehmomentstabilität in Präzisionsinstrumenten, um Sicherheit und Zuverlässigkeit bei wiederholtem Gebrauch zu gewährleisten.

In der Elektronik können zum Beispiel UV-ausgehärtete Klebeverbindungen in Miniatursteckern auf ein Drehmoment von über 1 Nm geprüft werden, um wiederholte Trennkräfte zu simulieren.

ASTM D3658

Diese Norm spezifiziert die Methode zur Bestimmung der Drehmomentfestigkeit von Klebeverbindungen, insbesondere von UV-gehärteten Klebeverbindungen. Sie umfasst die Konstruktion von Vorrichtungen, Rotationsraten und Versagenskriterien und bietet einen einheitlichen Rahmen für die Bewertung.

Die Einhaltung der ASTM D3658 ermöglicht es den Herstellern, Klebstoffformulierungen zu vergleichen, Leistungsansprüche zu validieren und zu bestätigen, dass die Drehmomentfestigkeit den Anwendungsanforderungen entspricht.

BS EN 913 (Ersatz für BS EN 12346 in diesem Zusammenhang)

BS EN 913 definiert allgemeine Sicherheitsanforderungen und Prüfverfahren für Turngeräte, einschließlich Rotationsbelastungstests, um zu überprüfen, ob die Produkte der erwarteten Nutzung ohne Ausfall standhalten. Die Einhaltung der Vorschriften gewährleistet die Sicherheit der Geräte, hilft kostspielige Rückrufaktionen zu vermeiden und erfüllt die Anforderungen für den europäischen Marktzugang.

ISO 11003-1

Diese Norm legt das Torsionsprüfverfahren für das Scherverhalten von Klebstoffen fest. Sie definiert die Probenvorbereitung, die Montage, die Anwendung von Rotationslasten und die Messung von Drehmoment und Verschiebung. Sie wird von Klebstoffherstellern und Industrien verwendet, in denen Verbindungen sowohl linearen als auch rotatorischen Scherkräften standhalten müssen.

Mecmesin bietet Drehmoment-Testsysteme an, die für hochpräzise, wiederholbare Ergebnisse bei Rotations-Scher-Tests entwickelt wurden.

Automatischer Drehmoment-Tester Vortex-i

Ein motorisiertes Drehmoment-Testsystem, ideal für Klebeverbindungen, mechanische Baugruppen und Komponenten von Sicherheitsausrüstung. Der Vortex-i bietet eine präzise Steuerung der Drehgeschwindigkeit, der Drehrichtung und der aufgebrachten Last und kann Messungen von 0,01 Nm bis 10 Nm mit einer Auflösung von 0,001 Nm durchführen.

VectorPro Prüfsoftware

Eine leistungsstarke Plattform für die Entwicklung von Prüfroutinen, die Erfassung von Drehmoment- und Winkelverlagerungsdaten in Echtzeit und die Erstellung von Berichten. VectorPro ermöglicht automatisierte Pass- oder Fail-Kriterien und detaillierte Drehmoment-Verschiebungs-Diagramme und unterstützt die Einhaltung von ASTM D3658, BS EN 913 und ISO 11003-1.

Mecmesins OmniTest- und MultiTest-dV-Prüfstände können, wenn sie mit den entsprechenden Drehmomentsensoren und Spannzeugen kombiniert werden, auch Rotations-Scher-Messungen für spezielle Anwendungen durchführen.

Für aussagekräftige Ergebnisse sind eine konsistente Methodik, eine genaue Ausrüstung und die Einhaltung einschlägiger Normen unerlässlich. Zu den empfohlenen Praktiken gehören:

• Probenvorbereitung: Sicherstellen, dass die Klebeflächen, der Klebstoffauftrag und die Aushärtungsprozesse einheitlich sind.
• Auswahl der Prüfmethode: Passen Sie die Rotationsscher- oder Torsionsprüfung an das Material und die Anwendung an.
• Überprüfung der Konformität: Befolgen Sie ASTM D3658, BS EN 913 oder ISO 11003-1, um sicherzustellen, dass die Ergebnisse international anerkannt werden.
• Umweltkontrollen: Halten Sie die Prüfbedingungen bei 20 ±2 °C und 50 ±10 % relativer Luftfeuchtigkeit aufrecht, um die Variabilität zu verringern.
• Kalibrierung der Ausrüstung: Kalibrieren Sie die Drehmomentsensoren alle sechs Monate und überprüfen Sie die Ausrichtung der Spannvorrichtung vor der Prüfung.

Wenn sie nach diesen Standards durchgeführt werden, liefert die Rotationsscherprüfung zuverlässige Erkenntnisse über die Materialleistung, die Klebefestigkeit und die Produktsicherheit.

Unser technisches Team kann Ihnen bei der Auswahl und Konfiguration des richtigen Drehmomentprüfsystems für Ihre Anforderungen im Bereich der Rotationsschere helfen.