Messtechnik für Stoßwellen
und Qualitätssicherung

CALTEST-System

Kalibrierstempel eingebaut in die Belastungsvorrichtung mit Ringkraftmesser sowie Zubehörteilen
Kalibriervorrichtung eingebaut in die Belastungsvorrichtung mit Ringkraftmesser sowie Zubehörteilen
CALTEST Kalibrier- und Analyseprogramm
CALTEST Kalibrier- und Analyseprogramm

Kalibrierung und Auswertung von Druckmessfolien

FUJIFILM Prescale Druckmessfolien sind ein wichtiges Hilfsmittel zur Beurteilung von Flächenpressungen. Sie sind ideal für schnelle qualitative Überprüfungen.

Die vom Hersteller angegebenen Kalibrierungen für quantitative Auswertungen gelten jedoch nur für glatte Oberflächen bis 35°C. Zur quantitativen Auswertung von Oberflächen mit höheren Temperaturen oder strukturierten Oberflächen (Kartion, Gitter, Noppen, Rillen o. ä.) ist es jedoch notwendig, Kontrollmessungen durchzuführen und daraus entsprechende Kalibrierkurven zu erstellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe hat die Manufaktur Tiedemann CALTEST entwickelt, ein komplettes Kalibriersystem aus Hard- und Software.


CALTEST Kalibrierwerkzeuge
Das Tiedemann Kalibriersystem eignet sich sowohl zur Kalibrierung von glatten als auch zur Messung von Flächenpressungen auf strukturierten Materialien wie beispielsweise Gittern oder Teppichboden. In einem solchen Fall erscheint auf dem Folienabdruck die Struktur des Materials. Diese ist subjektiv schwer zu beurteilen. Daher sollten zur Kalibrierung die Druckmessfolien zwischen die zu verpressenden Materialien gelegt werden und dann eine Kalibrierkurve mit definierten Flächenpressungen erstellt werden.

 

 

Aufbau des Kalibriersystems

Zum Kalibriersystem gehören alle notwendigen Werkzeuge.

Über je zwei zylindrische, plan polierte Stempel bekannter Stirnfläche der Kalibriervorrichtung werden die zu pressenden Materialmuster und die drucksensitive Folie mit definierten Kräften koaxial belastet. Die Belastung erfolgt im Tiedemann Belastungsrahmen, der individuell mit einem Ringkraftmesser ausgestattet werden kann.

Zum optionalen und hilfreichen Zubehörpaket gehören Stanzwerkzeuge für die dickeren Pressmaterialien und Schneidwerkzeuge für dünnes Material und die Druckmessfolien mit den jeweils definierten Durchmessern der Kalibriervorrichtung.

Kalibriervorrichtungen
Die Kalibriervorrichtung Baureihe KV bildet das Herzstück des Systems. Die einzelnen Typen haben unterschiedliche Stempeldurchmesser. Kalibriervorrichtungen mit großem Stempeldurchmesser liefern genauere Ergebnisse.


Eigenschaften der KV KV0.5 KV1 KV2 KV5
Stempeldurchmesser (mm)
Stempelfläche (mm²)
50,46
2000,00
35,68
1000,00
25,23
500,00
15,95
200,00
1 kN Last entspricht: Druck (MPa) 0,5 1 2 5
Belastungsvorrichtung BELV mit Ringkraftmesser
Belastungsvorrichtung BELV mit Ringkraftmesser

Belastungsrahmen
In der Belastungsvorrichtung BELV können die Kalibriervorrichtungen bis zu einer Maximallast von 10 kN belastet werden.

Zur Messung der aufgebrachten Kraft werden unterschiedliche Tiedemann Ringkraftmesser benutzt. So wird beispielsweise der Folientyp 4LW optimal mit der Kalibriervorrichtung KV0.5 und dem Ringkraftmesser DT105 (500 N Messbereich) kalibriert.

Die Folie LW erfordert die Kombination aus der Kalibriervorrichtung KV1 und dem Dynamometer DT10 (10 kN Messbereich) (siehe Tabelle "Zusammenstellung zeigt die idealen Kombinationen")


Schneid- und Stanzwerkzeuge
Optionales, vorbereitendes Zubehör für den Einsatz der Kalibriervorrichtung sind die Hand-Schneidwerkzeuge SV zum genauen Ausschneiden von dünnen Materialien und Folienkreisflächen passend zu den Kalibriervorrichtungen KV.

Die Stanzwerkzeuge PV helfen in gleicher Weise bei dickeren umgebende Materialien. Zusammen mit der Belastungsvorrichtung oder bei höheren Drücken durch die eigenen Pressen können die erforderlichen Durchmesser wie z,B. bei strukturierten Materialien herausgestanzt werden. Diese werden dann zusammen mit der Druckmessfolie verpresst.




Kalibierablauf

(Bilderserie) [PDF, 1.450 KB]

 

 

 

Kombination der Vorrichtungen

Die folgende Zusammenstellung zeigt die idealen Kombinationen. Als Grundausstattung benötigt man für Drücke bis 50 MPa die Belastungsvorrichtung. Dazu wählt man die passende Tiedemann Kalibrier- und Schneidvorrichtung. Inwieweit eine Stanzvorrichtung benötigt wird hängt von den Pressmaterialien ab.

Bei Drücken oberhalb von 50 MPa müssen wir Sie auf Ihre eigenen Pressen verweisen.


Folientyp Bezeichnung Druck­bereich Belastungs­vor­richtung Ring­kraft­messer Kalibrier­vor­richtung Schneid­vor­richtung Stanz­vor­richtung
4LW Extreme Low 0,05-0,2 MPa BELV 10kN-dig KV0.5 SV0.5 PV0.5
LLLW Ultra Super Low 0,2-0,6 MPa BELV 10kN-dig KV0.5 SV0.5 PV0.5
LLW Super Low 0,5-2,5 MPa BELV 10kN-dig KV1 SV1 PV1
LW Low 2,5-10 MPa BELV 10kN-dig KV2 (KV1) SV2 (SV1) PV2 (PV1)
MW Medium 10-50 MPa BELV 10kN-dig KV5 SV5 PV5
HS High 50-130 MPa Eigene Presse Eigene Presse KV5 SV5 PV5
HHS Super High 130-300 MPa Eigene Presse Eigene Presse KV5 SV5 PV5



Das Tiedemann Kalibrier- und Mess-Programm ist ein intuitives Windows-kompatibles Programm, das aus den Ergebnissen der Kalibriervorrichtung Kalibrierkurven erstellt. Sind die Kurven im System hinterlegt, können mit dieser Software Versuche entsprechend ausgewertet werden.

Zusätzlich sind im Programm bereits Kalibrierkurven für glatte Oberflächen bei Raumtemperatur und verschiedenen Luftfeuchtigkeiten für einen von uns definierten DIN A3 Scanner enthalten.

Individuelle Kalibrierkurven für quantitative Messungen bei höheren Temperaturen oder auf strukturierten Oberflächen wie Kartonagen, Gitteroberflächen, Noppenstruktur oder Gewebestrukturen weichen deutlich von denen glatter Oberflächen ab und müssen selbst erstellt werden.


Programm CALTEST
zur Erstellung der Kalibrierkurven

Zur Erstellung der Kalibrierkurven werden mit den Werkzeugen von oben entsprechende Abdrücke erstellt, die denselben Bedingungen wie im späteren Messprozess unterliegen.

Die Ergebnisse werden über den Flachbettscanner erfasst und mit den mechanischen Druckwerten zu einer Kalibrierkurve gekoppelt. In die Kalibrierkurve gehen verschiedene Parameter ein. Neben dem Druck, die Luftfeuchtigkeit, die Temperatur, die Oberfläche und die Anpressdauer. Der abzuspeichernden Kalibrierkurve kann ein passender Name zugeordnet werden.

Zur Erstellung einer Kalibrierkurve sollten mindesten fünf Messpunkte vorliegen, jeweils an den Rändern des Messbereichs einer Folie sowie drei weitere.


Verfärbungsmuster für die übereinander gelegten Folientypen
Verfärbungsmuster für die übereinander gelegten Folientypen

Erweiterung des Messbereichs

Falls die zu erwartende Druckverteilung nicht mit dem Messbereich einer Folie abdeckbar ist, können auch mehrere Folientypen übereinandergelegt werden, um den Messbereich zu vergrößern. Die nachfolgende Auswertung zeigt eine gleichzeitige Pressung mehrerer Druckmessfolien für verschiedene Messbereiche, die übereinander gelegt wurden.

Sechs verschiedene Folientypen wurden übereinander gelegt und gleichzeitig belastet.

Während drei Folien für niedrige Drücke im Bereich der Hauptkraft übersteuern, kann diese mit den Folien höherer Drücke gemessen werden. Im Randbereich ist dies umgekehrt.


Werte innerhalb einer Einrahmung
Werte innerhalb einer Einrahmung

Auswertungen mit CALTEST

Das Analyseprogramm bietet alle für die Auswertung notwendigen Tools. Es können einzelne Stellen mit der Maus angeklickt, Bereiche gezoomt und Schnittbilder erstellt werden. Die Scans können in Originalfarben oder zur besseren Unterscheidung auch in Falschfarben angezeigt werden. Zur quantitativen Auswertung wird die entsprechende Kalibrierkurve herangezogen.

Der gesamte Scan oder auch Teile davon können als Ganzes analysiert werden. Einrahmungen von interessanten Regionen können durch vorgegebene geometrische Formen wie Kreis oder Rechteck oder als Freihandkurve umrahmt werden. Die Werte innerhalb der Rahmung werden wie oben dargestellt aufgelistet.


Detailansicht einer Zylinderkopfdichtung
Detailansicht einer Zylinderkopfdichtung
Punktgenaue Bestimmung der Drücke
Punktgenaue Bestimmung der Drücke



Neben Ausschnitten und der Bestimmung der Druckwerte innerhalb des Ausschnitts können die Flächenpressungsergebnisse auch punktgenau bestimmt werden. Dazu können im Gesamtbild oder auch in den Ausschnitten Punkte mit der Maus angewählt werden. Direkt neben dem ausgewählten Messpunkt erscheint dann der Druckwert.


Schnittbild mit Kettenlinie
Schnittbild mit Kettenlinie

Eine weitere Analysemöglichtkeit sind Schnittbilder des Druckbildes. Dazu bietet das CALTEST zahlreiche Varianten an. Neben der einfachen Schnittlinie in allen Richtungen besteht die Möglichkeit zur Kettenlinie, die gleichzeitig eine Filterung bezogen auf die einfache Schnittlinie darstellt. Innerhalb des Druckbildes entsteht bei Anwendung das Schnittbild mit entsprechenden Druckangaben.


Schnittbild mit gerader Schnittlinie
Schnittbild mit gerader Schnittlinie
Auswertung entlang einer Kreislinie mit Kettenlinie
Auswertung entlang einer Kreislinie mit Kettenlinie



Die gerade Linie als Schnitt ist in jede beliebige Richtung möglich und ergibt ein genaues Schnittbild mit den jeweiligen Informationen über die jeweiligen Spitzendrücke und niedrigsten Bereichen.


Für O-Ringe, Flansche u.ä. bietet CALTEST die Möglichkeit, entlang einer Kreislinie den Druckverlauf auszuwerten. Dazu legt man an einer beliebigen Stelle den Ausgangspunkt fest, der mit einem Kreis markiert wird. Von dort wird im Uhrzeigersinn der Druckverlauf abgebildet. Neben der quantitativen Darstellung des Druckverlaufs lassen sich an 20 beliebigen Stellen, die Drücke genau quantifizieren.

Ebenfalls besteht die Möglichkeit zur Kettenlinie um den Kreis, die gleichzeitig eine Filterung bezogen auf die einfache Kreislinie darstellt. Darüberhinaus gibt es Funktionen, die nur die Drücke in einem gewählten Druckintervall zeigen, oder Drücke die höher als ein Mindestdruck sind. Zusätzlich gibt es zahlreiche weitere Tools, die hier nicht alle gezeigt werden können.

Darstellung von Drücken in Rot im Intervall 11-13,1 MPa
Darstellung von Drücken in Rot im Intervall 11-13,1 MPa
Betriebssysteme: Windows XP, 7, 8, 10
Hinterlegte Kalibrierkurven: Für alle Druckmessfolien
- Glatte Oberflächen
- Raumtemperatur
- 40% und 60% Luftfeuchte
- Anpressdauer 60 s
Anwendung: Druckmessfolien Prescale
Scanner: alle Scanner möglich,
hinterlegte Kalibrierkurven sind nur gültig für DIN A3 Scanner Mustek Scan Express 2400 S mit weißem Hintergrund von Tiedemann
Updates: bei Miete 3 Jahre kostenlos
Lieferumfang: Programm-CD, A3-Scanner, Handbuch
Einweisung: wird auf Wunsch angeboten