Tiefungsversuch

Der Tiefungsversuch nach Erichsen nach DIN 50101 ist ein Prüfverfahren in der Metallverarbeitung. Er dient der Prüfung der Tiefziehfähigkeit von Blechen. Dabei wird mit einem Kugelstempel gegen das Prüfblech gedrückt, und die angewendete Kraft dabei solange kontinuierlich erhöht, bis sich ein Riss bildet. Die Eindrücktiefe vor Rissbildung gilt als Kennwert.

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An Bleche und Bänder für Tiefziehzwecke werden hohe Anforderungen im Bezug auf ihre Kaltverformbarkeit gestellt. Sie müssen bei ihrer Bearbeitung einer hohen plastischen Verformung standhalten, ohne dass dabei Anrisse auftreten.

Eine Prüfmethode, welche sich im Laufe der Zeit herausgebildet hat, ist die Tiefungsprüfung nach Erichsen, die in der DIN EN 50101 genormt ist. Die Probe wird aufgrund der maximalen Tiefung, der dabei auftretenden Kraft und der Oberfläche beurteilt.

Aufbau der Versuchseinrichtung (Blechprüfmaschine der Fa. Erichsen, Erfinder der Erichsen-Tiefung)

Ein Blech aus einem bestimmten Werkstoff wird in die Vorrichtung eingelegt und durch eine Niederhaltekraft auf der Matrize gehalten. Eine gehärtete Kugel mit einem Durchmesser von ca. 20 mm drückt dann von unten gegen das Blech und bewirkt dabei eine Kaltverformung. An zwei Messuhren können die momentane Tiefung in mm (diese entspricht dem Stempelweg) und die dabei auftretende Kraft in kg abgelesen werden. Bei hohen Prüfkräften kann es dabei zu so starken Eindrücken kommen, dass die Härte der Unterlage ebenfalls in die Messung mit eingeht. Um dies zu vermeiden, ist bei den Messungen darauf zu achten, dass es auf der Rückseite der Proben nicht zu so genannten Druckmarken kommt. In diesem Falle sollte eine geringe Prüfkraft gewählt werden.

Versuchsablauf

Die Bleche werden mit dem Handrad unter der optischen Prüfeinrichtung eingespannt, in der Weise, dass auf dem Sichtschirm die Oberfläche der Probe scharf zu sehen ist (dabei am besten das Raumlicht auszuschalten). Hinten am Prüfgerät ist entsprechend der zugehörige Lastbereich zu wählen. Durch Umlegen des kurzen Hebels (rechts am Gerät) wird die optische Messeinrichtung weggeschwenkt, die Prüfeinrichtung eingeschwenkt. Der Eindringvorgang beginnt (dabei wandert der lange Hebel nach oben). Nach dem Stillstand des langen Hebels ist noch 10 Sekunden zu warten, bevor durch Niederdrücken des langen Hebels die Last abgehoben und die Messeinrichtung wieder zurückgeschwenkt wird. Mit Hilfe des Messschiebers am Sichtschirm wird nun der Durchmesser des verbleibenden Kugeleindrucks gemessen. Dabei sollten zwei Messungen vorgenommen werden, wobei die zweite senkrecht zur ersten stehen sollte. Die Messwerte werden jeweils über den Fußtaster an das Auswerteprogramm übergeben, mit einem weiteren Tasterdruck wird Ihnen der Messwert angezeigt. Zur Sicherheit muss auf jeden Fall die Rückseite der Probe betrachtet werden, um eventuelle Druckmarken festzustellen. Falls diese bei den Messungen aufgetreten sein sollten, muss die Messung mit einer geringeren Prüfkraft wiederholt werden. Um Streuungen zu erfassen, sind immer mindestens drei Härtemessungen gefordert.

Aktuelle Normen

• DIN EN ISO 20482 (2003-12) Metallische Werkstoffe – Bleche und Bänder – Tiefungsversuch nach Erichsen
• DIN 50101-1 (1979-09) Prüfung metallischer Werkstoffe; Tiefungsversuch an Blechen und Bändern mit einer Breite von mind. 90 mm (nach Erichsen), Dickenbereich: 0,2 mm bis 2 mm
• DIN 50102 (1979-09) Prüfung metallischer Werkstoffe; Tiefungsversuch an schmalen Bändern (nach Erichsen), Breitenbereich: 30 mm bis unter 90 mm

Quellangaben

• Macherauch: Praktikum in Werkstoffkunde; Vieweg-Verlag, 10. Auflage 1992
• Domke: Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung; Giradet-Verlag
• DIN-Taschenbücher; Beuth-Verlag
• Schlinke: Werkstoffprüfung für Metalle, VDI-Verlag