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Torsionsprüfmaschinen

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Branchen
  • Kunststoff
  • Metall
  • Automotive
  • Medizintechnik
Prüfkraft
  • 2,5 - 250 kN
  • 2 - 2.000 Nm
Versuchsart
  • ein- oder zweiachsige Torsionsprüfung

Was ist Torsionsprüfung?

Die Torsionsprüfung (auch Torsionsversuch) ist ein mechanisches Prüfverfahren, mit der die Verformung einer Probe durch eine Drehung untersucht wird.

Torsion ist, vereifacht dargestellt, der Vorgang der Verdrehung. Viele alltägliche Materialien, Komponenten, Komponentenbaugruppen und Endverbraucherprodukte, die in verschiedenen Branchen verwendet werden, sind in erster Linie dafür ausgelegt, diese Bewegungsrichtung zu unterstützen. Dazu gehören Schrauben, Federn, Spritzenkomponenten, Drähte, Schläuche und vieles mehr. 

In der Welt der Materialprüfung setzen wir Torsionsprüfmaschinen ein, um diese Torsionsbewegung zu simulieren und den Herstellern dabei zu helfen, wichtige Materialeigenschaften zu bestimmen, darunter:

  • Maximales Drehmoment
    Das maximale Drehmoment ist der größte Drehmomentwert (Verdrehungskraft), der aufgebracht werden kann, bevor die Probe versagt. Sobald das maximale Drehmoment beispielsweise für eine Schraube oder einen Bolzen ermittelt wurde, kann ein Sicherheitsfaktor berechnet und in die Spezifikationen für die Drehmomentfestigkeit des Produkts eingebaut werden.
  • Torsionsfestigkeit
    Die Torsionsfestigkeit beschreibt die Bruchfestigkeit einer Probe und die maximale Torsionsspannung, die eine Probe bei einer Torsionsbelastung aushalten kann, bevor sie versagt. 
  • Torsionsschubspannung
    Die Torsionsschubspannung ist eine Scherspannung, die aufgrund einer Torsionsbewegung auf einen Querschnitt der Probe wirkt. Die Torsionsbelastung erzeugt eine ungleichmäßige Spannungsverteilung über den Querschnitt der Probe, die von Null in der Mitte bis zur maximalen Torsionsschubspannung am Rand der Probe reicht.
  • Scherelastizitätsmodul
    Die elastische Schersteifigkeit ist definiert als das Verhältnis von Scherspannung zu Scherdehnung. Beim Vergleich identischer Produkte gilt: Je höher der Elastizitätsmodul des Materials, desto größer die Steifigkeit. Je größer die Steifigkeit einer Struktur ist, desto mehr Kraft ist erforderlich, um eine Verformung zu bewirken.
  • Bruchwinkel der Probe
    Der Bruchwinkel ist ein Maß für die Verformbarkeit eines Materials, wenn es einem Torsionsmoment ausgesetzt ist. Gemäß ASTM F543-13 kann beispielsweise eine medizinische Knochenschraube mit einem größeren Bruchwinkel dem Chirurgen ein früheres taktiles Warnsignal geben, dass sie ihre maximale Torsionsfestigkeit erreicht.

Je nach Anwendung können Torsionsprüfmaschinen so eingerichtet werden, dass sie Materialproben bis zum Bruch oder auf der Grundlage eines bestimmten Drehmoments und einer bestimmten Dauer prüfen. Sie können auch an fertigen Produktbaugruppen wie pharmazeutischen Autoinjektoren oder Schraubkappen eingesetzt werden, um die ordnungsgemäße Funktion des Geräts zu bestimmen.

Torsionsprüfmaschinen von ZwickRoell

Unsere Torsionsprüfmaschinen und Torsionsantriebe decken ein breites Spektrum an Torsionsprüfungen ab und können kundenspezifisch angepasst werden. 

  • TorsionLine
    Torsionsprüfmaschine mit horizontaler Torsionsachse, wartungsfreiem AC-Servoantrieb und Drehmomentbereich von 20 Nm bis 500 Nm oder 1.000 Nm bis 2.000 Nm für einachsige Torsionsprüfungen
  • zwickiLine
    Ausgestattet mit einem 2 Nm oder 20 Nm Torsionsantrieb für Prüfkräfte bis 5 kN für einachsige oder zweiachsige Prüfungen (Zug oder Druck kombiniert mit Torsion)
  • AllroundLine
    Tisch- oder Standmaschine mit 200 Nm oder 2.000 Nm Torsionsantrieb für Prüfkräfte bis 250 kN für einachsige oder zweiachsige Prüfungen (Zug oder Druck kombiniert mit Torsion)
  • Torsionsantriebe
    Modulare Torsionsantriebe mit Drehmomenten von 2 Nm bis 2.000 Nm zur einfachen Nachrüstung Ihrer vorhandenen Materialprüfmaschine zwickiLine oder AllroundLine.

Vorteile & Merkmale

Vorteile & Merkmale

Torsionsantriebe
zwickiLine Prüfmaschine mit Torsionsantrieb
AllroundLine Prüfmaschine mit Torsionsantrieb
TorsionLine Prüfmaschine

Torsionsantriebe

  • Die Torsionsantriebe können aufgrund des Baukastenprinzips jederzeit an bestehende Püfmaschinen nachgerüstet werden
  • Durch den modularen Aufbau kann eine Vielzahl von Komponenten aus dem ZwickRoell Standard-Produktportfolio, wie z.B. Probenhalter, Prüfwerkzeuge, Temperierkammern u.v.m. eingesetzt werden
  • Betrieb mit unserer Prüfsoftware testXpert auf einem handelsüblichem PC (keine zusätzliche Schnittstellenkarte erforderlich
  • Hochauflösende Drehwinkel- und Wegmessung für höchste Wiederholgenauigkeit
  • Maximum an Flexibilität durch einfache Handhabung und Ergonomie
  • Synchronisation der beiden Prüfachsen
zwickiLine Prüfmaschine für Torsionsprüfung für mehrachsige Prüfungen

zwickiLine Prüfmaschine mit Torsionsantrieb

  • Ein- und zweiachsige Prüfung (Zug oder Druck kombiniert mit Torsion)
  • Nahtlose Integration mit vielen unserer Standardkomponenten (Probenhalter, Prüfwerkzeuge, Temperierkammern und mehr)
  • Betrieb mit unserer Prüfsoftware testXpert auf einem handelsüblichem PC (keine zusätzliche Schnittstellenkarte erforderlich)
  • Hochauflösende Drehwinkel- und Wegmessung für höchste Wiederholgenauigkeit
  • Maximum an Flexibilität durch einfache Handhabung und Ergonomie
  • Synchronisation der beiden Prüfachsen
Prüfmaschine für die Torsionsprüfung für mehrachsige Prüfungen

AllroundLine Prüfmaschine mit Torsionsantrieb

  • Als Tisch- oder Standprüfmaschine verfügbar
  • Ein- und zweiachsige Prüfung (Zug oder Druck kombiniert mit Torsion)
  • Der Torsionsantrieb kann sowohl auf der Kopftraverse als auch auf der Fahrtraverse angebaut werden
  • Bei Bedarf können die Drehmomentaufnehmer auch mit einem Kraftaufnehmer kombiniert werden
  • Nahtlose Integration mit vielen unserer Standardkomponenten (Probenhalter, Prüfwerkzeuge, Temperierkammern und mehr)
  • Betrieb mit unserer Prüfsoftware testXpert auf einem handelsüblichem PC (keine zusätzliche Schnittstellenkarte erforderlich)
  • Hochauflösende Drehwinkel- und Wegmessung für höchste Wiederholgenauigkeit
  • Maximum an Flexibilität durch einfache Handhabung und Ergonomie
  • Synchronisation der beiden Prüfachsen
Prüfmaschine Torsoinsprüfung

TorsionLine Prüfmaschine

  • Konzipiert für Produktion, Qualitätssicherung, Forschung und Entwicklung
  • Horizontale Prüfachse
  • Ein Höchstmaß an Steifigkeit gewährleistet eine sehr genaue Drehwinkelmessung im gesamten Drehmomentbereich
  • Hohe Auflösung der Drehwinkelmessung
  • Einsatz von wartungsfreien AC-Servoantrieben
  • Betrieb mit handelsüblichem PC (keine zusätzliche Schnittstellenkarte notwendig) und testXpert Prüfsoftware
  • Maximum an Flexibilität in der Handhabung und Bedienung durch modernste Softwareansteuerung
  • Schutzeinrichtung mit elektromechanischer Zuhaltung (CE-konform)
  • Umfangreiches optionales ZwickRoell-Zubehörprogramm

Prüfsoftware testXpert

ZwickRoell Torsionsprüfmaschinen für einachsige Prüfungen und ZDT-Prüfungen (Zug-Druck-Torsion) arbeiten nahtlos mit unseren Prüfwerkzeugen und Zubehörteilen, unserer Prüfsoftware testXpert und unserer Mess- und Regelelektronik testControl zusammen.

testXpert III verfügt über ein normgerechtes Master-Prüfprogramm, das für mehrere Prüfachsen vorkonfiguriert ist und unseren grafischen Ablaufeditor für frei programmierbare Prüfabläufe mit einfachen Funktionsblöcken enthält.

Wie funktionieren Torsionsprüfmaschinen?

Der Torsionsantrieb einer Material-Prüfmaschine steuert und kontrolliert das Drehmoment und die Geschwindigkeit der Drehbewegung. Mit Prüfmaschinen für Torsionsversuche können - je nach Prüfbedarf - einachsige und mehrachsige Belastungsprüfungen (Zug-Druck-Torsions-Prüfungen) durchgeführt werden

Zur Durchführung einer Prüfung wird die Probe in die Probenhalter der Torsionsprüfmaschine eingespannt, und ein Ende der Probe wird je nach Anwendung und Prüfzweck für eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen, eine bestimmte Zeit oder bis zum Versagen um die Längsachse verdreht. 

Das auf die Probe ausgeübte Drehmoment oder die Verdrehungskraft bewirkt eine Torsion der Probe, die eine Spannungsverteilung über die Querschnittsfläche der Probe hervorruft (Scherspannung). Dies unterscheidet sich von Zug- oder Druckbelastungen, die eine gleichmäßige Spannung über den Querschnitt der Probe erzeugen.

Häufige Normen der Torsionsprüfung

  • ASTM A938-18 – Standard Test Method for Torsion Testing of Wire 
    Der Draht wird mit einer bestimmten Geschwindigkeit verdrillt, und die Anzahl der Gesamtumdrehungen bis zum Bruch wird bestimmt. Wenn die Anzahl der Windungen erricht ist, wird davon ausgegangen, dass die Probe den Versuch bestanden hat.
  • ASTM F543-13 – Standard Specification and Test Methods for Metallic Medical Bone Screws 
    Diese Norm gilt für metallische Knochenschrauben, die in den Knochen implantiert werden. Die Torsionsfestigkeit wird geprüft, um sicherzustellen, dass die Schraube beim Einsetzen oder Entfernen nicht bricht. Zu den gemessenen Eigenschaften gehören die Torsionsstreckgrenze, das maximale Drehmoment und der Bruchwinkel unter Standardbedingungen.
  • ISO 7800 – Metallische Werkstoffe - Draht - Einfacher Verwindeversuch
    Dieser Versuch dient zur Bestimmung der Fähigkeit von Metalldraht mit einem Durchmesser oder einer charakteristischen Abmessung von 0,1 mm bis 14 mm, sich bei einfacher Torsion in einer Richtung plastisch zu verformen. Die Prüfung wird so lange durchgeführt, bis die Probe bricht oder bis eine bestimmte Anzahl von Windungen erreicht ist.
  • ISO 7206-8 – Chirurgische Implantate - Partieller und totaler Hüftgelenkersatz - Teil 8: Belastbarkeit von Prothesenschäften mit Torsionsbeanspruchung
    Die Prothesenschäfte werden in ihrem gebrauchsfertigen Zustand geprüft und dürfen während der in der Norm festgelegten Anzahl von Zyklen und Prüfkraft nicht brechen.

Technischer Überblick

 TorsionLine 20/200/500TorsionLine 1000/2000zwickiLineAllroundLineAllroundLine
 Torsionsprüfmaschine TorsionLine 500 für einachsige TorsionsversucheTorsionsprüfmaschine TorsionLine 1000 für einachsige TorsionsprüfungenTorsionsprüfer zwickiLine für ZDT-PrüfungenTorsionsprüfmaschine AllroundLine für mehrachsige ZDT-VersucheTorsionsprüfmaschine AllroundLine für mehrachsige ZDT-Versuche
ModellStand-PrüfmaschineStand-PrüfmaschineTisch-PrüfmaschineTisch-PrüfmaschineStand-Prüfmaschine
VersuchsartTorsionsprüfungTorsionsprüfungZug-Druck-TorsionZug-Druck-TorsionZug-Druck-Torsion
Prüfachsehorizontalhorizontalvertikalvertikalvertikal
Max. axiale Kraft--2,5 kN
5 kN
50 kN250 kN
Torsionsantrieb20 Nm
200 Nm
500 Nm
1.000 Nm
2.000 Nm
2 Nm
20 Nm
2 Nm
20 Nm
100 Nm
200 Nm
200 Nm
2000 Nm
Torsionsantrieb nachrüstbar--
Anwendungsbeispiele
  • Kunststoffe
  • Metallische Werkstoffe
  • Produkte der Medizintechnik
  • Befestigungssysteme
  • Verbundwerkstoffe
  • Kardanwellen
  • Motorenlager
  • Nockenwellen
  • Kardan-Gelenkscheiben
  • Stoßdämpfer
  • Fußprothesen
  • Katheter-Verbindungen
  • Flaschenventile
  • Kupplungsscheiben
  • Schwingungsdämpfer
  • Verbundwerkstoffe

 

Erfahren Sie mehr, wie unsere Torsionsprüfmaschinen zur Lösung Ihrer Prüfaufgaben beitragen können!

 

Jetzt Kontakt aufnehmen!

Downloads

Name Typ Größe Download
  • Produktinformation: zwicki-Line für Torsionsprüfungen PDF 226 KB
  • Produktinformation: Tisch-Prüfmaschine für Torsionsprüfungen PDF 449 KB
  • Produktinformation: Stand-Prüfmaschine für Torsionsprüfungen PDF 248 KB
  • Produktinformation: TorsionLine 20 bis 500 Nm PDF 263 KB
  • Produktinformation: TorsionLine 1000 bis 2000 Nm PDF 338 KB

Interessante Kundenprojekte

Häufig gestellte Fragen rund um die Torsionsprüfmaschinen

Die Torsionsprüfung (auch Torsionsversuch) ist ein mechanisches Prüfverfahren, bei dem eine Probe verdreht wird.

Bei der Torsionsprüfung wird eine Torsionsbewegung simuliert, um Materialherstellern zu helfen, wichtige Kennwerte zu bestimmen. Dazu gehören das maximale Drehmoment (Verdrehungskraft), die Torsionsfestigkeit (Bruchfestigkeit unter Torsionsbelastung), die Torsionsschubspannung, die elastische Schersteifigkeit (Scherelastizitätsmodul) sowie der Bruchwinkel der Probe (Verformbarkeit).

Torsionsprüfmaschinen simulieren die Torsionsbewegung von Materialien, Komponenten oder Endprodukten. Der Torsionsantrieb einer Material-Prüfmaschine steuert und kontrolliert dabei das Drehmoment und die Geschwindigkeit der Drehbewegung. Zur Durchführung einer Prüfung wird die Probe in die Probenhalter der Torsionsprüfmaschine eingespannt. Ein Ende der Probe wird je nach Anwendung und Prüfzweck für eine bestimmte Anzahl von Umdrehungen, eine bestimmte Zeit oder bis zum Versagen um die Längsachse verdreht.

In der Welt der Materialprüfung setzen wir Torsionsprüfmaschinen ein, um Torsionsbewegung (Verdrehen) zu simulieren und den Herstellern von alltäglichen Materialien, Komponenten oder Endverbraucherprodukten dabei zu helfen, wichtige Materialeigenschaften zu bestimmen. Die Anwendungsbeispiele sind vielfältig und reichen von Torsionsprüfungen an Knochenschrauben, Luer-Lock Verbindungen, Medikamenten-Pens, Schraubverschlüsse in der Pharma- und Medizinbranche über Torsions-Bealstungen an Nockenwellen bis hin zur Torsionsprüfung an metallischen Werkstoffen wie Verbindungselementen, Schrauben, Drähten u.v.m. 

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