Schlagzugversuch

Schlagzugversuch, konventioneller

(auch Kerbschlagzugversuch, konventioneller)
Das Ziel des konventionellen Schlagzugversuches nach DIN EN ISO 8256 „Kunststoffe – Bestimmung der Schlagzugzähigkeit“ besteht darin, das Verhalten von Prüfkörpern unter verhältnismäßig hoher Schlaggeschwindigkeit zu untersuchen und die Zähigkeit bzw. Sprödigkeit von Folien zu bewerten.

Prinzipiell eignen sich der Schlagzugversuch (Verwendung ungekerbter Prüfkörper) und Kerbschlagzugversuch (Verwendung gekerbter Prüfkörper) besonders für die Untersuchung solcher Werkstoffe, für die die Durchführung von Schlag- und Kerbschlagbiegeversuchen nach Charpy (Dreipunktbiegeanordnung) aufgrund der Prüfkörperbeschaffenheit (Dicke, Flexibilität) ungeeignet ist. Sehr dünne, z.B. aus Folien hergestellte oder sehr flexible Prüfkörper (Elastomerwerkstoffe), können demzufolge einer Schlagbeanspruchung unterworfen und somit ihre Zähigkeitseigenschaften unter schlagartigen Beanspruchungsbedingungen bewertet werden [1].

Die Prüfung erfolgt beim Schlag- und Kerbschlagzugversuch mit verhältnismäßig hoher Verformungsgeschwindigkeit. Das Verfahren eignet sich für Prüfkörper, die aus Formmassen, Halbzeugen oder Formteilen hergestellt sind und wird zur Produktions- und Qualitätskontrolle genutzt. Mit dem konventionellen Schlag- und Kerbschlagzugversuch ist es außerdem möglich, das mechanische Anisotropieverhalten zu erfassen, indem Prüfkörper in unterschiedlichen Richtungen aus Prüfplatten oder Bauteilen entnommen und geprüft werden.

Für die Durchführung derartiger Experimente werden Pendelschlagwerke verwendet, die mit den für Schlagzugversuche notwendigen Zusatzausrüstungen wie speziellen Pendelhämmer und Einspannvorrichtungen versehen sind (Beispiel Resil Impactor der Fa. Ceast).

Bild: Pendelschlagwerk Resil Impactor der Fa. Ceast zur Durchführung von Schlag- und Kerbschlagzugversuchen

Die Abmessungen der Prüfkörper zur Bestimmung der Kerbschlagzugzähigkeit betragen: Länge L = 80 mm, Breite W = 10 mm, Kerbtiefe a der beidseitigen Kerben je 2 mm. Die Prüfkörper zur Bestimmung der Schlagzugzähigkeit sind Schulterstäbe der Länge L = 80 mm, Messlänge l₀ = 30 mm, Stegbreite 10 mm und Schulterbreite 15 mm.

Für die Durchführung von Schlag- und Kerbschlagzugversuchen werden die Prüfkörper mittels fester Klemmvorrichtung auf der einen Seite und Querjocheinspannung auf der anderen Seite innerhalb der Prüfeinrichtung fixiert. Nach dem Auslösen des Pendelhammers aus seiner Auslenkungsposition werden die Prüfkörper in Längsrichtung bis zum Bruch belastet. Im Ergebnis des Experimentes wird die Schlagarbeit E_c ermittelt und nachfolgend die konventionelle Kerbschlagzugzähigkeit a_cN oder Schlagzugzähigkeit a_cU bestimmt:

$a_{cU}\,=\,{\frac {W_{c}}{b\cdot h}}$

$a_{cN}\,=\,{\frac {W_{c}}{b_{N}\cdot h}}$

Literaturhinweis

[1] DIN EN ISO 8256 (2005): Kunststoffe – Bestimmung der Schlagzugzähigkeit