Die Antwort liefern moderne Prüfsysteme von Hegewald & Peschke, die mit einem Torsionsantrieb ausgestattet sind und so eine kombinierte Beanspruchung durch Zug, Druck und Drehmoment ermöglichen. Auf diese Weise können komplexe Belastungsszenarien praxisnah nachgestellt und relevante Kenngrößen wie Torsionsfestigkeit, maximales Drehmoment oder Torsionsschubspannung präzise ermittelt werden.

Flexibilität durch modulare Torsionsmodule
Die Torsionsantriebe können basierend auf einem Baukastenprinzip unkompliziert und schnell in die Universalprüfmaschinen der inspekt-Serie ein- und ausgebaut und jederzeit an bestehende Prüfmaschinen nachgerüstet werden. Zudem ist die Integration zahlreicher Komponenten wie Probenhalter, Prüfwerkzeuge oder Temperierkammern in das Prüfsystem möglich. Die Steuerung des Torsionsantriebes erfolgt komfortabel über die Prüfsoftware LabMaster. Für höchste Wiederholgenauigkeit sorgen eine hochauflösende Drehwinkel- und Wegmessung sowie die Synchronisation der beiden Prüfachsen. Anwender profitieren zudem von der einfachen Handhabung und der ergonomischen Bauweise der Systeme.

Funktionsweise der Torsionsprüfung
Bei einem Torsionsversuch wird ein Ende der eingespannten Probe für eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen, über einen definierten Zeitraum oder bis zum Versagen um die Längsachse verdreht. Dabei steuert und kontrolliert der Torsionsantrieb sowohl das Drehmoment als auch die Geschwindigkeit der Drehbewegung. Das auf die Probe ausgeübte Drehmoment erzeugt eine charakteristische Spannungsverteilung über den Querschnitt (Scherspannung). Gleichzeitig kann die Universalprüfmaschine eine zusätzliche Zug- oder Druckbelastung ausüben. Da die Module für die Torsionsbelastung eine eigene Steuerung besitzen, kann die Prüfmaschine auch für reine Zug-, Druck- und Biegeversuche genutzt werden und das Modul wird nur bei Bedarf einer Torsionsbelastung eingesetzt.

Breites Anwendungsspektrum
Torsionsprüfungen sind in zahlreichen Branchen von zentraler Bedeutung. Ob in der Automobilindustrie bei Antriebswellen und Schrauben, in der Luft- und Raumfahrt bei hochbelasteten Strukturbauteilen oder in der Medizintechnik bei Implantaten und chirurgischen Instrumenten – für eine Vielzahl von Materialien und Bauteilen liefern sie entscheidende Daten für deren Sicherheit und Zuverlässigkeit. Mit den flexiblen Prüfsystemen von Hegewald & Peschke lassen sich die jeweiligen Anforderungen präzise und praxisnah abbilden – für zuverlässige Ergebnisse in Forschung, Entwicklung und Qualitätssicherung.

Sonderprüfmaschinen für die Torsionsprüfung
Neben den modularen Torsionsantrieben für Universalprüfmaschinen entwickelt Hegewald & Peschke auch Prüfanlagen, die speziell auf Drehmomentbelastungen ausgelegt sind. Diese Systeme sind horizontal aufgebaut und überzeugen durch eine besonders hohe Verdrehsteifigkeit und präzise Winkelauflösung. Darüber hinaus ermöglichen sie eine unbegrenzte Anzahl an Umdrehungen und verfügen über einen elektrischen Überlastschutz. Ein variabler Prüfgeschwindigkeitsbereich und der wartungsfreie AC-Servomotor mit spielfreiem Planetengetriebe sorgen zusätzlich für maximale Zuverlässigkeit und Flexibilität im Prüfalltag. Ein klassisches Anwendungsfeld dieser speziellen Torsionsprüfgeräte ist der Verwindungsversuch an Drähten gemäß DIN ISO 7800.

Qualitätssicherung im Alltag: Schnell. Sicher. Standardisiert.

Für viele Kunden liegt der Fokus auf Effizienz. In der Qualitätssicherung müssen wiederkehrende Prüfungen zuverlässig und ohne großen Zeitaufwand durchgeführt werden.

Mit dem integrierten Prüfassistenten liefert LabMaster die passende Antwort. Mit dieser Funktion können Prüfabläufe exakt vorkonfiguriert werden. Die Bedienenden müssen sich nicht mehr durch komplexe Einstellungen klicken, sondern erhalten exakt die Eingabefelder und Infos, die für ihre Arbeit notwendig sind. Auch Proben lassen sich im Vorfeld vermessen und digital organisieren. Damit sparen Sie Zeit und minimieren mögliche Fehlerquellen.

Forschung & Entwicklung: Maximale Flexibilität für komplexe Prüfungen

Ganz anders sieht es in der Forschung aus: Neue Materialien, wechselnde Anforderungen, spezielle Versuchsanordnungen – hier sind starre Softwarelösungen fehl am Platz.

Deshalb bringt LabMaster das Blockprogramm standardmäßig mit: Ein flexibles Tool, mit dem komplexe Prüfabläufe individuell zusammengestellt werden können. Von zyklischen Belastungen über Relaxations- bis hin zu Bruchmechanik-Versuchen ist alles über eine klare Menüführung steuerbar, inklusive definierbarer Abbruchkriterien. Und das Beste: Es sind keine Zusatzmodule nötig.

Konfiguriert. Geliefert. Losgelegt.

Ein weiterer Pluspunkt: LabMaster wird direkt auf die jeweilige Prüfaufgabe zugeschnitten geliefert. Egal ob Norm, Probe oder Prüfart, alles wird bei der Konfiguration vorab berücksichtigt.
Nach der Installation können sich Anwenderinnen und Anwender voll auf die Bedienung konzentrieren, ganz ohne aufwändiges Einrichten. Sollte sich später etwas ändern, lassen sich neue Normen oder Anpassungen unkompliziert integrieren.

Offen. Vernetzt. Gesichert.

Ob Datenimport, -export oder die Anbindung externer Geräte: LabMaster ist offen für verschiedenste Systeme und Schnittstellen, von SAP® über LIMS bis Excel®. Prüfberichte können flexibel gestaltet und in zahlreichen Formaten ausgegeben werden. Für zuverlässige Datensicherheit sorgt die integrierte Backup-Funktion. Datenbanken werden während der Arbeit automatisch oder manuell gesichert und auf Wunsch auch direkt an einen externen Speicherort wie ein Netzlaufwerk übertragen.

Fazit

LabMaster ist mehr als nur eine Prüfsoftware. Es ist ein durchdachtes Werkzeug, das Prüfprozesse verschlankt, standardisiert und gleichzeitig flexibel hält.

Ein echter Allrounder für alle, die zuverlässige Prüfergebnisse und effiziente Abläufe brauchen – egal ob im Serienbetrieb oder bei komplexen F&E-Versuchen.

In einem kürzlich ausgelieferten Prüfsystem wird die mögliche Komplexität und Modularität eines solchen Prüfsystems eindrücklich veranschaulicht. Das Prüfsystem wird beim Kunden für die Prüfung einer Vielzahl von Materialien wie Metalle, Kunststoffe und Composites sowie Proben in unterschiedlichen Formen und Größen eingesetzt. Wichtigster Baustein ist eine Universalprüfmaschine inspekt 250 kN. Dank modularer Werkzeuge und Adapter lassen sich verschiedene Prüfverfahren wie Zug-, Druck- und Biegeversuche ohne großen Umrüstaufwand durchführen, was Zeit und Aufwand reduziert. Dies erhöht die Flexibilität und sorgt für eine effiziente Raumnutzung, da weniger Stellfläche benötigt wird. Einheitliche Sensorik und zentrale Steuerung verbessern die Präzision und Vergleichbarkeit der Ergebnisse. Durch die Erweiterbarkeit der Maschine bleibt das System zukunftssicher und anpassbar an neue Normen und Anforderungen.

Modulare Prüfwerkzeuge für maximale Flexibilität

Die Prüfmaschine bietet eine Vielzahl modularer Prüfwerkzeuge, die eine maximale Flexibilität bei der Durchführung von Prüfungen ermöglichen.

Die Hydraulikspannzeuge – in diesem Fall für Zugversuche an Baustahlproben nach ISO 6892-1A und ISO 6892-1B – sind fest in die Maschine integriert. Eine flexible Adaption über Koppelschieber erlaubt die nahtlose Integration weiterer Prüfwerkzeuge, ohne dass die schweren Hydraulikspannzeuge ausgebaut werden müssen.

• Für die Prüfung von Gewindeproben steht ein Anschlussprobenhalter zur Verfügung, der eine einfache Handhabung und schnelle Wechselmöglichkeiten bietet.
• Druckversuche bis zu einer Last von 250 kN werden mit robusten Druckplatten durchgeführt, die sich einfach in die Maschine integrieren lassen.
• Für Biegeversuche nach ISO 178 kommt eine 3-Punkt-Biegebank zum Einsatz, die Prüflasten bis zu 10 kN ermöglicht.
• Für die Prüfung von Bauteilen bietet die Maschine eine T-Nutenplatte, die eine flexible Fixierung von Bauteilen in unterschiedlichen Formen und Größen ermöglicht.
• Ergänzt wird das System durch ein pneumatisches Spannzeug mit beidseitig (parallel) schließendem System. Dieses eignet sich speziell für Zugversuche bis 1,8 kN nach ISO 527 und ISO 37 und sorgt für eine sichere und exakte Probenaufnahme.

Um die Präzision in einem großen Kraftmessbereich sicherzustellen, verfügt das System zusätzlich zur Haupt-Kraftmesszelle 250 kN über eine Auswahl an adaptierbaren Zusatz-Kraftmesszellen mit Kapazitäten von 50 kN, 10 kN und 1,5 kN. Diese Messzellen können über einen praktischen Halter direkt hinter dem Prüfraum gelagert und schnell ausgetauscht werden.

Die umwickelten Druckbehälter werden mit hochentzündlichem Wasserstoff gefüllt und müssen extrem hohen Drücken bis 1000 bar standhalten. Um diese Anforderungen zuverlässig und sicher erfüllen zu können, werden die Materialien, aus denen die Behälter hergestellt werden, nach strengen Vorgaben geprüft.

Dafür setzt das Unternehmen ein Prüfsystem von Hegewald & Peschke ein.

Im Zentrum des Prüfsystems steht die Universalprüfmaschine inspekt 100 kN mit einer erweiterten Prüfraumhöhe, die flexible Einsatzmöglichkeiten für unterschiedlichste Probenformen und -größen bietet. Durch die Integration einer Temperierkammer mit einem weiten Temperaturbereich von -80°C bis +260°C wird die Simulation der realen Einsatzbedingungen für die Wasserstoffbehälter ermöglicht. Ein separater Zugang zum Prüfraum innerhalb der Temperierkammer erlaubt einen schnellen Probenwechsel, ohne den Konditionierungsprozess zu unterbrechen. Dies reduziert Taktzeiten, senkt die Betriebskosten und minimiert Eis- und Kondensatbildung im Kühlbetrieb. Die Prüfumgebung bleibt stabil, was die Reproduzierbarkeit der Ergebnisse zusätzlich erhöht.

Das eingesetzte Videoextensometer bietet eine berührungslose Messlösung, die auch bei der Prüfung innerhalb der Temperierkammer stabile und genaue Dehnwerte ermittelt.

Zur Probeneinspannung werden je nach Prüfmethode unterschiedliche Werkzeuge genutzt, die über standardisierte Adapter schnell und einfach gewechselt werden können

Für Zugversuche ermöglicht ein pneumatische Keilspannzeug mit Probentiefenanschlägen ein sicheres und wiederholbares Einspannen der Proben auch unter Temperierbedingungen. Es werden sowohl Zugversuche an Kunststoffproben nach DIN EN ISO 527, ASTM D638 und DVS2033 als auch Zugversuche an GFK-Proben (mit aufgeklebten Spannflächen) nach DIN EN ISO 527 durchgeführt.

Eine 3-Punkt-Biegebank erlaubt Materialprüfungen nach ASTM D2344, im Speziellen auch ILSS- Versuche (Interlaminar Shear Strength). Die Zwischenlaminar-Schubfestigkeit misst die Scherfestigkeit zwischen den einzelnen Schichten eines Verbundwerkstoffes. Der ILSS-Wert gibt an, wie gut die Schichten eines Verbundwerkstoffes durch Matrix und Fasern verbunden sind. Eine niedrige Scherfestigkeit weist auf potenzielle Schwächen in der Laminatstruktur hin, wie z. B. schlechte Haftung oder Materialfehler.

Besonders in sicherheitskritischen Anwendungen, wie bei Wasserstoff-Druckbehältern, verhindern Materialprüfungen mögliche Materialfehler, reduzieren Ausfallrisiken und verlängern die Lebensdauer der Produkte.

Für Kunststoffzugversuche nach DIN EN ISO 527 werden Zugproben mit Schraubspannzeugen eingespannt und mit einer konstanten Geschwindigkeit bis zum Bruch gedehnt. In der Prüfsoftware LabMaster sind die Anforderungen der Norm an den Prüfablauf vorkonfiguriert, sodass der Anwender die Prüfung mit wenigen Mausklicks starten und durchführen kann. Wichtige Materialkennwerte wie Zugfestigkeit, Elastizitätsmodul und Bruchdehnung werden automatisch bestimmt und können in einem Prüfprotokoll ausgegeben werden.

Das Prüfsystem kann durch den Wechsel der Spannzeuge einfach und schnell für Biegeversuche nach DIN EN ISO 178 eingerichtet werden. Die Norm DIN EN ISO 178 beschreibt ein Verfahren zur Durchführung von Dreipunkt-Biegeversuchen. Die Probe wird in der Biegebank mit einer definierten Geschwindigkeit belastet, und es werden die aufgebrachte Kraft und die Durchbiegung der Probe gemessen. Wichtige Kennwerte, die aus diesem Test gewonnen werden, sind die Biegefestigkeit, das Biegemodul und die Durchbiegung bei Bruch. Auch für diesen Prüfablauf sind die Parameter in der Prüfsoftware LabMaster vorkonfiguriert. Es können dadurch verschiedene Prüfverfahren fortlaufend an einer Prüfmaschine effizient durchgeführt werden.

Dies gilt ebenso für die Umrüstung der Prüfmaschine für Peelversuche. Die Abzugsvorrichtung ist einstellbar für die verschiedenen Abzugswinkel 45°, 90° und 180°. Der verfahrbare Abzugstisch gewährleistet die konsequente Einhaltung des geforderten Abzugswinkels.

Eine T-Nutenplatte sorgt im Prüfsystem dafür, dass auch verschiedene Bauteile mit individuellen Einspannungen und Haltevorrichtungen geprüft werden können. Sie dient als flexible und vielseitige Fixierungsfläche und ermöglicht dadurch die sichere und präzise Befestigung von Prüfobjekten, Vorrichtungen und Zubehör.

Mit dem Prüfsystem rund um die Prüfmaschine inspekt duo vertraut Fronius erneut auf die Kompetenz von Hegewald & Peschke. Bereits seit 12 Jahren ist vor Ort eine H&P-Prüfmaschine inspekt table 250 kN für die Materialprüfung im Einsatz.

Komponenten der automatisierten Prüfanlage

Die automatisierte Prüfanlage bei HAI besteht aus mehreren hochspezialisierten Komponenten, die zusammen eine umfassende und automatisierte Materialprüfung ermöglichen.

Universalprüfmaschine inspekt 100 mit Zubehör für Zugversuche an Aluminium-Flachproben
Die Zugprüfmaschine zeichnet sich durch einen stabilen Aufbau aus, der eine präzise Kraftübertragung, hohe Querkraftstabilität und erhöhte axiale Steifigkeit gewährleistet. Ein hochauflösendes 9 Megapixel-Videoextensometer dient der präzisen Messung der Probenverformung. Es ermöglicht die Messung der Längs- und Querdehnung sowie Bestimmung der senkrechten Anisotropie nach DIN EN ISO 10113 und des Verfestigungsexponenten nach DIN EN ISO 10275. Ein Hydraulikspannzeug sorgt für das sichere Halten der Proben während der Prüfung.

Komponenten für die Probenzuführung und das Probenhandling
Ein flexibler 6-Achs Roboterarm übernimmt sowohl die Probenhandhabung als auch -positionierung, um den Prüfprozess zu automatisieren. Im Probenmagazin mit 3 Segmenten befinden sich insgesamt 208 Flachproben im Roboterzugriff. Dies ermöglicht eine große Probenvorhaltung und lange autarke Betriebszeiten ohne manuelle Eingriffe. Die Zwischenablage- und Ausrichtstation dient der Vorbereitung und Ausrichtung der Proben vor der eigentlichen Prüfung. Die Probenablage nach der Prüfung erfolgt im Euroboxformat in zwei getrennten Ausschleusungen für iO (in Ordnung) und niO (nicht in Ordnung) Proben, um eine effiziente Probenverwaltung zu gewährleisten.

Messstation mit Lichtbandmikrometer
Vor der Prüfung wird die Länge, Dicke und Breite jeder Probe in einer hochpräzisen Messstation bestimmt. Die Gesamtlänge der Probe wird gemessen um sicherzustellen, dass sie den erforderlichen Spezifikationen entspricht. Im Lichtbandmikrometer werden anschließend an drei Stellen die Dicke und Breite der Probe gemessen, um den Prüfquerschnitt zu bestimmen. Zusätzlich könnten optional die parallele Länge sowie Kopflängen und -breiten bestimmt werden.

 Software zur Steuerung der automatisierten Prüfanlage
Die universelle Materialprüfsoftware LabMaster wird exklusiv bei Hegewald & Peschke entwickelt und optimal auf die jeweilige Prüfaufgabe abgestimmt. In der automatisierten Prüfanlage organisiert sie die Probenverwaltung und -vorbereitung sowie die Steuerung der Prüfmaschine. LabMaster erfasst und verarbeitet Messdaten in Echtzeit, erstellt Berichte und sichert die Qualität durch Plausibilitätsprüfungen und Fehlererkennung. Die Software integriert sich nahtlos in bestehende Systeme, unterstützt Datenimport und -export und bietet Netzwerkkommunikation.
Die komfortable Bedienung der Anlage erfolgt über ein Touchpanel, das eine grafische Gesamtübersicht sowie die Steuerung der Anlagenzustände bietet (Start, Stopp, Halt nach Taktende, Leerfahren). Die Versuchsergebnisse werden über die Software LabMaster ausgewertet und können nahtlos in das kundeneigene System weitergegeben werden. Die Anlagenautomatisierung ist von der Auswertesoftware der Prüfmaschine getrennt, was eine unabhängige Pflege der Messtechnik und schnelle Hilfe bei der Instandhaltung durch Industriekomponenten ermöglicht.

Hegewald & Peschke hat bereits diverse unterschiedliche automatisierte Prüfzentren gebaut, die jeweils an die spezifischen Kundenanforderungen angepasst worden. Sie unterscheiden sich unter anderem in dem Grad der Automatisierung, der Laststufe der eingesetzten Universalprüfmaschine, dem Spannzeug sowie den verschiedenen Messeinrichtungen für die Proben.

Die Material- und Bauteilprüfung an Batterie- und Brennstoffzellen spielt für die Entwicklung solcher Technologien eine entscheidende Rolle. Die Anforderungen an die Prüfsysteme sind dabei sehr hoch – es müssen reale Einsatzbedingungen simuliert werden und unterschiedlichste Messwerte erfasst und reguliert werden. Hegewald & Peschke konnte ihr Know-how in verschiedenen Projekten einbringen und Prüftechnik für die Fertigung, Qualitätssicherung und Entwicklung von Batterie- und Brennstoffzellen sowie deren Komponenten bereitstellen.

PRÜFMASCHINE FÜR BAUTEILVERSUCHE AN BRENNSTOFFZELLEN

An mehreren internationalen Standorten eines großen Automobilzulieferers kommen Prüfmaschinen der Serie inspekt bei der Qualitätsprüfung im Fertigungsprozess von Brennstoffzellen zum Einsatz. Im Montageschritt werden mehrere Brennstoffzellen zu einem Stack verpresst. An diesen werden druckmechanische Untersuchungen mit Prüfkräften bis 100 kN durchgeführt. Es wird ein speziell für die Prüfung von Brennstoffzellen definierter Prüfablauf durchgeführt, welcher mit dem Blockprogramm der Material- und Bauteilprüfsoftware LabMaster unkompliziert und bedienerfreundlich eingerichtet werden kann. Zusätzliche Ultraschallsensoren im Prüfsystem können in den Versuchsablauf integriert werden und dienen der Abstandsüberwachung. Eine spezielle Prüfraumbeleuchtung ermöglicht die optimale Überwachung des Prüfvorganges durch den Bediener der Prüfmaschine.

Der Umgang mit Wasserstoff stellt besondere Herausforderungen an die Sicherheitstechnik des Prüfsystems. Ein voll eingehauster Prüfraum mit elektrisch verriegelten Schutztüren gewährleitest die Sicherheit des Bedieners während des Prüfvorganges. Die Vorgaben der Bauteilprüfung von Brennstoffzellen im Montageprozess erfordern es allerdings, dass der Bediener für bestimmte Prozessschritte auf die Brennstoffzelle zugreift. Das Sicherheitskonzept der Prüfmaschine ist an diese Anforderungen angepasst und gewährleistet eine max. Bedienersicherheit u.a. über zusätzliche Not-Aus-Schalter im Maschineninnenraum.

PRÜFMASCHINE FÜR DIE PRÜFUNG VON BATTERIEZELLEN

Für die Prüfung von Batteriezellen bietet Hegewald & Peschke Prüfsysteme, welche neben einer Universalprüfmaschine inspekt 100 kN eine spezielle Temperierkammer zur Simulation der Umgebungsbedingungen beinhalten. Mit den Prüfmaschinen werden Druckversuche durchgeführt um mechanische Belastungen der Batteriezellen zu simulieren, die aufgrund von Wärmeeffekten und der Einbausituation entstehen.

Das Prüfsystem bietet die Möglichkeit mit 3 verschiedenen Belastungsarten auf die Batteriezellen einzuwirken: thermisch – über die Temperierkammer, mechanisch – über die Prüfmaschine und elektrisch – über die Be-/ Entladung der Batteriezelle. Durch Modifikation der einzelnen Belastungen können verschiedene Prüfabläufe durchgeführt werden.

Zu Beginn eines Versuchsablaufes kann die Batterie durch die Prüfmaschine mit einer definierten Kraft vorbelastet werden. Anschließend regelt die Temperierkammer bis zu einer in der Software eingestellten Temperatur. Daraufhin werden viele Ladezyklen der Batterie nacheinander durchgeführt. Die Batterien werden bspw. 10 Mal nacheinander aufgeladen und wieder entladen – bei gleicher Last und Temperatur. Im Anschluss wird die nächste Temperatur und/oder Last eingestellt.

Die mechanische Belastung kann bei den Versuchen in 3 verschiedenen Betriebsarten aufgebracht werden. Eine Möglichkeit ist es, die Position der Druckplatten zu halten, wodurch die Kraft bei einer Ausdehnung der Zelle ansteigt und bei einer Schrumpfung wieder fällt. In einer anderen Versuchseinstellung hält die Maschine die Kraft konstant, sodass die mechanische Belastung auf die Batterie immer gleich bleibt. Beim Einbau der Batteriezellen in die Fahrzeuge werden oftmals Federn genutzt, um entstehende Kräfte auszugleichen. Um dies bereits bei der Prüfung zu berücksichtigen, kann die Wirkung der Federn im Prüfsystem simuliert werden. Die Software LabMaster sorgt in diesem Fall dafür, dass sich die Prüfmaschine wie eine Feder mit vorgegebener Federkonstante verhält. Die Wirkung auf die Batteriezellen entspricht damit dem Einbau im Fahrzeug in einem Rahmen mit Federn.

Bei allen Prüfabläufen wird stets das Zusammenspiel der 3 Parameter Temperatur, Ladezustand und Kraft sowie deren Effekte untereinander überprüft.

Die Material- und Bauteilprüfsoftware LabMaster bietet die Möglichkeit flexibel auf verschiedenste Anforderungen in einem Prüfablauf einzugehen. Damit können die hohen Anforderungen an die Prüfabläufe bei der Batteriezellenprüfung sicher und reproduzierbar abgebildet werden.

Alle Anlagenparameter werden über ein speziell eingerichtetes Blockprogramm zentral gesteuert. Die Messwerte der externen Kanäle wie Ladespannung und Zelltemperatur werden über ein Analogsignal erfasst und stehen in der Prüfsoftware zur Auswertung zur Verfügung. Es werden zudem Fehlerzustände bspw. in der Gassensorik erfasst und die Reaktion der Prüfmaschine auf Alarme im Prüfablauf gesteuert.

Die einzelnen Schritte im beschriebenen Prüfablauf können mit dem Blockprogramm sehr flexibel konfiguriert werden – sie können in beliebiger Anzahl und Reihenfolge mit beliebigen Parametern kombiniert werden. Für jeden Schritt können bei Bedarf eigene Kriterien bzgl. der zu überwachenden Parameter festgelegt werden.

Da die Prüfung von Batteriezellen ein erhöhtes Gefährdungspotenzial durch entstehende Gase oder austretende Säuren birgt (EUCAR Hazard Level 6), müssen besondere Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden. Die Temperierkammer, welche Temperaturbedingungen zwischen -40°C und +120°C herstellen kann, verfügt deshalb zusätzlich über eine Gassensorik für O2, H2S, SO2, CO, H2. Eine Statusanzeige mit Turmlichtsignal informiert ständig über den atmosphärischen Zustand in der Temperierkammer. Neben dem Erreichen der inerten Atmosphäre werden ein Voralarm bei bestimmten Gasschwellwerten sowie ein Hauptalarm beim Überschreiten dieser signalisiert. Der Hauptalarm löst dann neben einem zusätzlichen akustischen Signal auch eine Havariespülung mit Stickstoff aus. Weiterhin wird bei dieser Alarmstufe die Anlage automatisch gestoppt.

Durch dieses ganzheitliche Sicherheitskonzept werden Gefahren wie Bruch, Feuer, fliegende Teile und der Verlust von Elektrolyt (nach Hazard Level 6) abgesichert.

In dem konkreten Prüfsystem werden sowohl Einzelzellen als auch Batteriezellverbunde bis 10 kWh Energieinhalt geprüft. Hegewald & Peschke bietet außerdem weitere Prüflösungen für die unterschiedlichen Komponenten und Werkstoffe an, aus denen Batteriezellen bestehen. Mit jeweils für den konkreten Prüfablauf ausgestatteten Universalprüfmaschinen können dann u.a. auch folgende Materialprüfungen und Bauteilprüfungen durchgeführt werden: Zugversuche und Durchstoßversuche an Elektrodenfolien, Haftfestigkeitsuntersuchungen an Elektrodenbeschichtungen.

Die Firma Hegewald & Peschke konnte ihr Know-how in verschiedenen Projekten einbringen und Prüftechnik für die Fertigung, Qualitätssicherung und Entwicklung von Brennstoffzellen und Brennstoffzellenbestandteilen bereitstellen.

Unter anderem finden Prüfmaschinen der Serie inspekt Einsatz bei der Qualitätsprüfung im Fertigungsprozess eines großen Automobilzulieferers an mehreren internationalen Standorten. Im Montageschritt werden mehrere Brennstoffzellen zu einem Stack verpresst. An diesen werden druckmechanische Untersuchungen mit Prüfkräften bis 100 kN durchgeführt. Es wird ein speziell für die Prüfung von Brennstoffzellen definierter Prüfablauf durchgeführt, welcher mit dem Blockprogramm der Material- und Bauteilprüfsoftware LabMaster unkompliziert und bedienerfreundlich eingerichtet werden kann. Zusätzliche Ultraschallsensoren im Prüfsystem können in den Versuchsablauf integriert werden und dienen der Abstandsüberwachung. Eine spezielle Prüfraumbeleuchtung ermöglicht die optimale Überwachung des Prüfvorganges durch den Bediener der Prüfmaschine.

Der Umgang mit Wasserstoff stellt besondere Herausforderungen an die Sicherheitstechnik des Prüfsystems. Ein voll eingehauster Prüfraum mit elektrisch verriegelten Schutztüren gewährleitest die Sicherheit des Bedieners während des Prüfvorganges. Die Vorgaben der Bauteilprüfung von Brennstoffzellen im Montageprozess erfordern es allerdings, dass der Bediener für bestimmte Prozessschritte auf die Brennstoffzelle zugreift. Das Sicherheitskonzept der Prüfmaschine ist an diese Anforderungen angepasst und gewährleistet eine max. Bedienersicherheit u.a. über zusätzliche Not-Aus-Schalter im Maschineninnenraum.

Eine weitere Herausforderung bei der Prüfung von Schrauben nach DIN EN ISO 898 ist die Ermittlung spezieller Kennwerte wie die Bruchverlängerung A_f und die 0,0048 d-Dehngrenze ganzer Schrauben. Hierfür kommt im Prüfsystem ein Ansetzdehnungsmessgerät zum Einsatz, welches die Längenänderung über die Gesamtlänge der Schraube erfasst. Dafür wird das taktile Dehnungsmessgerät in eigens dafür vorgesehene Öffnungen in der Probenaufnahme und im Spannzeug von oben und unten an die Schraube angesetzt. In der Materialprüfsoftware LabMaster werden alle Parameter zur Durchführung des Zugversuches nach ISO 6892-1 eingestellt. Während des Versuchs regelt die Steuerung der Prüfmaschine die Prüfgeschwindigkeit entsprechend den Vorgaben von ISO 898-1 – inklusive Geschwindigkeitsumschaltung bei Erreichen der 0,0048 d-Dehngrenze F_pf. Anschließend werden die resultierenden Kraft-Weg-Kurven und die Kennwerte in der Prüfsoftware automatisch bestimmt und dargestellt.

Die Spannzeuge für Schrauben sind optimal für den Einsatz in den Prüfmaschinen der Serie inspekt abgestimmt. Für die Prüfung von Schrauben mit verschiedene Festigkeitsklassen und Größen sind die Zugprüfmaschinen in einem großen Lastbereich mit Prüfkräften bis 2000 kN verfügbar. Die Spannzeuge zeichnen sich durch eine große Flexibilität aus und gewährleisten dabei immer die normgerechte Prüfung nach DIN EN ISO 898-1. Zudem können sie durch den modularen Aufbau auch nachträglich erweitert werden, falls sich kundenseitig neue Prüfanforderungen ergeben.

Das Prüfsystem wird u.a. auf der Messe Control vom 23.-26.04.2024 am Stand 8413 ausgestellt und vorgeführt.