Einrichtung an hydraulischen Prüfmaschinen zum Einstellen eines der Prüflast überlagerten, durch exzentrische Belastung des Probekorpers erzeugten Momentes.
In der Materialprüfung ist man n seit eini- ger Zeit dazu übergegangen, Grossraumprüf- maschinen zu verwenden, welche gestatten, ganze Konstruktionen, wie z. B. Fachwerke, Schweisskonstruktionen, Flugzeugrümpfe oder sogenannte Schalenteile der letzteren, sehr @ Prüflasten (1000 bis 3000 Tonnen) zu unterwerfen und die dabei auftretenden lIaterialspannungen zu messen und deren Verteilung am. Prüfling zu bestimmen.
In den bisher bekannten Maschinen weicht die schwächste Stelle des Probekörpers beim Errcichen einer kritischen Belastungsgrosse aus, so dass dann die Belastungsverhältnisse isn Probekorper unübersichtlich werden, da. die Einspannteile der Deformation des Probe kurpers zu folgen versuchen. Der Versuch acul3 dann meistens abgebrochen werden oder liefert nicht die gew nschten Ergebnisse.
Es wurden deshalb besonders von Forschungsinstituten Pr fmaschinen gefordert, die es ermöglichen, die Prüflinge in ihrer riber den ganzen Querschnitt gleichmϯig zu deformieren. Dies soll auch noch der Fall sein, nachdem der Prüfling bereits teilweise zusammengebrochen ist und sich somit die Verteilung der Last gegen ber der Maschinenachse verschoben hat.
Zweck dieser Versuche ist, den Anteil der verschiedenen Bauelemente an der Tragfähig- k"ft @it der Konstruktion richtig zu erfassen.
Diesem Prüfverfahren bedingt, dass die Aufspannflächen der Einspannteile ihre Lage in bezug auf ihre Bewegungsrichtung während des ganzen Verformungsweges genau bei- behalten, auch wenn eine Verlagerung der Prüflast gegenüber der Maschinenachse erfolgt.
Um die Anforderungen, die an solche Prüfmaschinen gestellt werden, zu dokumentieren, sei beispielsweise erwähnt, daB Pressen für Druck-und Knickversuche angefordert wurden, deren quadratische Druckplatten von 2000 X 2000 mm Seitenlänge bzw. deren Druckflächen untersteigender Last (0 bis 2000 t) ihre relative ParallelitÏt. um nicht mehr als 0, 1 mm (an der Peripherie der Druckplatte gemessen) ändern dürften ; dies, wie bereits oben erwähnt, auch dann, wenn die Hauptachse der Prüflast sich gegenüber der Maschinenachse wesentlich verschieben sollte.
In der Folge soll eine Druckprüfmaschine üblicher Bauart sowie die Auswirkung einer desäxierten Prüflast auf die Messergebnisse und die Gewährleistung der Parallelität der Druckplatten besprochen werden.
Pressen bisheriger Konstruktion f r Druckund Knickversuche sind folgendermassen aufgebaut : Der Pressraum besteht aus einem untern Querhaupt, meistens als Sockel der Maschine dienend, mit eingebautem Zylinder und Druckkolben. Links und rechts von letzterem stecken je eine vertikale SÏule im Sokke]. Am obern Ende sind die Säulen durch ein in der Hoche verstellbares Querhaupt, welches die obere Deckplatte trägt, verbunden. Die untere Druckplatte sitzt auf dem Druckkolben. Dieser ist im Zylinder eingeschliffen, derart, da¯ durch das Druckol ein feiner Olfilm zwischen Kolben und Zylinderwand gebildet wird, der eine gegenseitige, metallische Berührung und damit auch eine merkliche Reibung des sich bewegenden Kolben, verhindert.
Dadurch ist es möglich, den unter dem Kolben herrschenden Öldruck direkt als Mass für die durch die Presse erzeugte Belastung zu verwenden. Der Bela stungsmesser ist somit ein Druokmessappa'rat bekannter Art, wie Bourdonmanometer, Pen delmanometer wsw. Das einwandfreie Funk tionieren dieser MeBanordnung ist an bestimmte Bedingungen gekn pft. Es d rfen am Kolben keine direkten Querkräfte angreifen. Die in Achsrichtung des Kolbens wirkende Prüflast darf nicht gegenüber der Achse desselben versetzt sein, da sonst am Kolben ein Kippmoment entsteht, welches ebenfalls Querkräfte hervorruft. Diese quetschen den Ölfilm zwischen Zylinderwand und Kolben weg.
Der letztere wird also durch metallische Reibung an seiner Bewegung behindert, wodurch, entsprechend der Grole der Querkräfte, ganz beträchtliche Fehler in der Bestimmung der Prüflast entstehen.
Eine solche Presse könnte die erwähnten Versuchsbedingungen also schon aus meB- technischen Gründen nicht erf llen. Was die Gewährleistung der Parallelität der beiden Druckplatten anbelangt, so ist zu sagen, dass die Desaxierung der Prüflast in den beiden Säulen des Presserahmens verschieden hohe Beanspruchungen und damit verschieden groBe Dehnungen hervorruft. Dies hat zur Folge, daB die Druckplatten, die am Kolben bzw. am obern Querhaupt starr befestigt sind, ihre relative Parallelität nicht beibehalten können. Die Presse erfüllt also auch die versuchstechnischen Anforderungen nicht.
Sie wäre deshalb auch dann nicht verwend- bar, wenn die meBtechnischen Mängel durch irgendwelche Vorkehrungen (z. B. anderes Messprinzip) behoben werden könnten.
Sollen mit solchen Maschinen auch Kick-- versuche durchgeführt werden, so handelt es sich um die Enickfälle 2 bis 4 nach Euler.
Zu diesem Zwecke müssen die Einspannteile folgende Bewegungsmöglichkeiten besitzen :
Fall Euler : Erforderliche Bewegungsmöglichkeit des Einspannteils.
2. Beide Einspannteile allseitig neigbar (Spitzenlagerung).
3. Ein Einspannteil starr gefiihrt, der andere Spitzenlagerung.
4. Beide Einspannteile starr geführt.
Als Variante für den Fall 2 kann die sogenannte Schneidenlagerung der beiden Einspannteile verwendet werden, das heiBt jeder der letzteren soll sich um eine ihnen zugeord- nete Achse neigen können, die horizontal und parallel zu derjenigen des andern Einspann- teils liegt, damit ein Ausknicken des Probekörpers in einer zu diesen Achsen senkrecht liegenden Richtung erzwungen wird.
In der Folge sollen bekannte Enickvor- richtungen und deren Nachteile besprochen werden.
Forric7stng f r Knickversuche, Fall 2, nach Euler Die einfachste Ausführung besteht in Einspannteilen (Druckplatten), deren eine Fläche plan ist und sich am m Probekor- per anlegt, während die andere Fläche einen Kugelabschnitt bildet und mit diesem in einer entsprechenden im Maschinenkolben bzw. im Maschinengestell gelagert ist.
Die Eugelfläehen werden fein geschliffen und vor dem Versuch jeweils eingefettet, um die der Neigbewegung der Druckplatten entgegenwirkende Reibung möglichst klein zu halten.
Bei groBen Prüflasten, wie sie hier zur Diskussion stehen, wird die spezifische Pressung auf die Kugelplatten derart grogs, dass B das Fett teilweise oder ganz weggequetscht wird. Die Reibung zwischen Eugelabschnit- ten und Pfannen wird unkontrollierbar. Sie wirkt der Ausknickung des Probekorpers entgegen, dag heisst die dem letzteren zuge- ordnete Knicklast tritt bei Verwendung solcher Einrichtungen als zu hoch in Erschei- nung.
Eine Verbesserung der eben beschriebenen Ausführungsform besteht darin, daB man svährend des Versuches ein Olpolster zwischen Eugelplatte und Pfanne einpresst. Dabei muss der Pressdruck stetig verändert, das heisst der steigenden Prüflast angepasst werden. derart, daB die Sugelplatte auf einem ilpolster schwimmt oder daB zum mindesten die metallische Beriihrung zwischen Sugel- platte und Pfanne mögliclrst aufgehoben wird. Dadurch wird die Reibung zwischen den beiden Teilen tark herabgemindert.
Diese Einrichtung ist sehr kompliziert, denn : : ie bedinbt eine spezielle Hochdruckpumpe, einen Druckmesser für das Olpolster zwi- schen Druckplatte und Pfanne sowie eine Auffangseinriohtung für das entweichende ) Im weiteren muss der Druck während des Versuches genau überwacht und ständig einreguliert. werden, wodurch die Bedienung der 31 asehine Lompliziert und unübersichtlich wird.
Der Vollständigkeit halber sei noch die Lagerung der Einspannteile mittels Schneiden beschrieben. Auf einer Schneide, wie sie vom Waagenbau her bekannt ist, liegt eine Doppelpfanne, das heiBt eine biegefeste Stahlplatte, die auf der der Schneide gegen- ilberliegenden Seite eine zweite, jedoch rechtwinklig zu dieser verlaufende Rinne besitzt.
In dieser st tzt sich mittels einer zweiten Schneide der eigentliche Einspannteil, das hei¯t die Druckplatte, ab. Es handelt sich hier also um eine kardanisehe Abstützung der letzteren. Dies ist das bisher einwand- freieste Abstützungssystem, hat jedoch den grossen Nachteil, da. ss infolge der a. n den Schneiden auftretenden hohen spezifischen Beanspruchung die Dimensionen schon für relativ niedere Lasten sehr gro¯ werden, so dass es für aussergewöhnlich grosse Belastun- gen gen berhaupt nicht in Frage kommt. Auch macht sich beim Versuch die Labilität der Einrichtung unangenehm bemerkbar.
Fiir die Variante zu I nic7ofall 2, das heisst für den Fall, wo die Einspannteile sich um nur eine Achse neigen sollen, wird bei den bis jetzt bekannten Ausführungen die Abstützung der Einspannteile anstattmit'Kugel- platten bzw. kreuzweise angeordneten Schneiden eine solche mit einem horizontal in einer Wanne liegenden, zylindrischen Körper bzw. mit nur einer Schneide vorgenommen. Die Verwendung eines Oldruckpolsters in der zylindrischen Wanne ist nicht möglich, oder dann höchstens für eine teilweise Aufhebung des metallischen Berührungsdruckes zwischen Zylinder und Wanne. Im übrigen sind die Einrichtungen mit den gleichen Mängeln behaftet wie die vorher beschriebenen.
F r Knickfall 3 wird nur ein Einspann- teil mit einer der eben beschriebenen Abstüt- zung ausgerüstet, wahrend der andere Einspannteil mit dem Maschinengestell starr verbunden ist.
TiTMM & yaM(starrgeführteEinspann- teile).
Die Ausführung und deren Nachteile sind auf Seite 2 al. 18 beschrieben.
Die bis jetzt bekannten gnickvorrichtun- gen besitzen nicht nur messtechnische Mängel. Trotzdem sie im allgemeinen sehr knapp dimensioniert werden, handelt es sich um gro¯e, schwere Maschinenteile, die je nach Versuchsart ausgewechselt, das hei¯t in die 3Iaschine ein-und ausgebaut werden m ssen, was zeitraubende, unangenehme Arbeit für den Operateur bedeutet. Die Bauhöhe der Vorrichtungen verxnindert die zur Verfügung stehende Prüfraumhöhe der Machine ganz wesentlich.
Vorliegende Erfindung, die eine Einrich iung an hydraulischen Priifmaschinen zum Einstellen eines der Priiflast berlagerten. durch exzentrische Belastung des Probekör- pers erzeugten Momentes betrifft, ermöglicht es, Einspannteilen von Materialprüfmaschi- nen während des Prüfvorganges bestimmte Lagen in bezug auf ihre Bewegungsrichtung, oder bestimmte gegenseitige Lagen oder aber bestimmte Neigungsfreiheiten zu ermöglichen bzw. zu unterdrücken, je nachdem dies durch die beschriebenen Versuche verlangt wird.
Die erwähnten Nachteile der bis jetzt bekannten Prüfeinrichtungen können beseitigt werden, das hei¯t es können alle Bedingungen erfüllt werden, um die beschriebenen Versuche sowohl von versuchstechnischen als auch von messtechnischen Gesichtspunkten aus einwandfrei und mühelos durchzuführen.
Die Erfindung besteht darin, dass mindestens der eine Einspannteil quer zu seiner Bewegungsrichtung geführt ist und sieh vermittels Stelzen, welche sich praktisch reibungslos neigen können, auf mindestens drei Druckkolben abstützt, und dass selbsttätige Steuereinrichtungen vorgesehen sind, welche den DruckmittelzufluB nach den Kolben steuern.
Die Druckkolben wirken mit den prak- tisch reibungslos neigenden Stelzen auf den Einspannteil ein. Der Angriffspunkt der Prüflast, auch wenn er ausserhalb der Ma schinenachse liegt, befindet sich immer innerhalb der Angriffspunkte der Stelzen auf den Einspannteil, so dass zur Erzeugung der Prüflast die Druckkolben unter sich eventuell verschieden groBe, jedoch nur reine Druckkräfte aufbringen müssen. Kipp- momente bzw. Querdrucke auf den Kolben und die daraus resultierenden Kolbenreibun- gen, wie sie bei desaxierten Prüflasten bei Pressen üblicher Konstruktion auftreten, können dadurch vermieden werden.
Es ist weiterhin möglich, Knickversuche einwandfrei mit Schneiden bzw. Spitzenlagerung durchzuführen, bei denen die Druckplatte in einer bzw. nach jeder Richtung vollständige Neigungsfreiheit besitzt, wobei eine Sicherheitsvorrichtung ein allzu starkes Neigen der Druckplatte verhindert.
Die Erfindung ermöglicht im weiteren, Versuche mit kombinierten Prüflasten (z. B.
Druck und Biegung) durchzuführen und die Belastungsgrössen einwandfrei zu bestimmen.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen- stande3 dargestellt.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Druckprüf- machine mit einer Ausführungsform zum Einstellen der Aufspannebene des untern Einspannteils.
Fig. 2 ist ein schematischer Grundriss der starr geführten Druckplatte mit den Druckkolben und den zur besseren Ubersicht in die Horizontalebene umgeklappten Steuereinrich- tungen.
Fig. 3 ist ein schematischer Grundliss der gleichen Druckplatte, jedoch für Schneidenlagerung.
Fig. 4 ist ein schematisoher Grundriss der gleichen Druckplatte, jedoch in Spitzenlage- rung.
Fig. 5 zeigt schematisch eine Presse mit einem weiteren Beispiel mit Steuereinrich- tungen mit elektrischen Kontakten, bei welcher der eine Einspannteil als Bezugsbasis für die Steuerung des andern Einspannteils benützt wird.
Fig. 6, 7 und 8 zeigen beispielsweise Ver- suche, welche mit nach Vorschrift gesteuer- ten Druckplatten erzielt werden können.
Fig. 9 und 10 sind zwei um 90 zueinan- der versetzte senkrechte Schnitte durch eine Ausführungsform einer Stelze für die Verbindung der Druckkolben mit der Druckplatte.
Fig. 11 ist ein senkrechter Schnitt einer andern Ausfiihrungsform einer solchen Stelze, und
Fig. 12 und 13 zeigen einen senkrechten und waagrechten Schnitt einer F hrung für die Druckplatte.
Die in Fig. l dargestellte Druckprüf- maschine entspricht im allgemeinen der üblichen Konstruktion schwerer Prüfmaschinen.
Im Zylinderblock l sind fünf Kolben ange- ordnet, wie dies in dem GrundriB gemäss Fig. 2 gezeigt ist, und zwar der zentrale Kolben 2, der gleichachsig mit der Hauptachse der Maschine angeordnet ist, und die Druckkolben 3, 4, 5, 6, die um diesen herum gruppiert sind, so da° in jede Ecke der un- tern, einen Einspannteil für den Probekorper 33 darstellenden Druckplatte 7 ein Druckkolben zu stehen kommt, während der olbex3 2 zur Steuerung der Druckkolben 3 bis 6 dient.
Die Druckplatte stützt sich mit Hilfe von Stelzen 8, welche sich praktisch reibungslos neigen k¯nnen, auf die oben erwähnten vier Druekkolben ab. Die Druckplatte 7 ist quer zu ihrer Bewegmngsrichtung mittels Rädern '.) an den zwei Gewindesäulen 10 und 11 gef hrt, und es kann zur Veränderung der Pr fraumh¯he mit dem Querhaupt 12 auf . hxw. abwärts gefahren werden. Der Einfach- heit halber ist in der Fig. 1 die obere Druck platte 13 mit dem Querhaupt 12 starr ver I) nnden gezeichnet. Je nach den Versuchsbedingungen kann sie aber auch genau gleich abgestützt werden wie die untere Druckplatte 7.
Soll wÏhrend ihrer Aufwärtsbewe- gong die Lage der Aufspannebene der Druckplatte 7 in bezug auf ihre Bewegungsrich- tun,, beibehalten werden, so muss jedem der Druckkolben 3, 4, 5 und 6 eine ganz bestimmte Steiggeschwindigkeit aufgedrückt werden, gleichgültig, wie gross die auf jeden Kolben entfallende Last ist. Es ist daher erl'orderlich, die Ölzufuhr für jeden Kolben zu regeln und eine Bezugsbasis für die Steuerelemente zu sehaffen. Dies wird dadurch erreicht, dass mit dem zentralen Kolben 2 eine Bezugsplatte 14 starr verbunden ist. deren Ebene immer senkrecht zur Bewegungsrichtung dieses Kolbens liegt.
Jede Eeke der viereckigen. Druckplatte 7 ist mittels Kniehebeln 15 mit der Bezugsplatte 14 verbunden. Jeder Kniehebel 15 überträgt mittels eines Gestänges 31 in star ker Vergrösserung die Relativbewegung der Aufspannebene der Druckplatte 7 zur Be zugsplatte 14 auf einen zugehörigen Steuer schieber 16. Jedes Gestänge 31 weist eine lIutter 31'mit rechts-und linksgängigem Gewinde auf, so da. durch Drehen dieser Mutter die Länge des Gestänges verändert werden kann. Die Teile 15, 31 bilden rneeha- nische Mittel mit Rückführung zur Betäti- gung der Steuerschieber 16.
Die Gehäuse der die Steuereinrichtungen bildenden Steuersehieber 16 sind durch Rohre 17 mit den Druckräumen der Kolben 3, 5 @zw. 4. 6 verbunden, wÏhrend Rohre 18 die Verbindung der Steuerschieber mit einem luftgefederten Druckolspeicher 19 und Rohre 20 diejenige von den Steuerschiebern 16 zum ÍlbehÏlter einer Pumpe 21 herstellen. Der zentrale Kolben 2 ist durch ein Rohr 22 mit dem Druckolspeicher 19 verbunden. In letzterem herrscht ein viel höherer Druck als unter den Kolben 2, 3, 5, 4 und 6. Mittels des Regulierventils 23 kann dem Kolben 2 eine beliebige Steiggeschwindigkeit erteilt werden.
Die den einzelnen Kolben zukommenden Flüssigkeitsdrücke, welche je nach der durch den Probekorper hervorgerufenen Lastverteilung auf der Pressplatte verschie- den sein k¯nnen, werden durch die Rohre 24, 25, 26 und 27 dem Stufenmesskolben einer Vorrichtung 28 zugeführt. Dieser addiert die einzelnen Drücke und übermittelt die Summe derselben einem Dynamometer der Vorrichtung, und zwar einer Neigungswaage 29. Das Entlastungsventil 30 leitet, nachdem das Ventil 23 geschlossen worden ist, die R ck laufbewegung des zentralen Kolbens 2 ein.
Die den Kolben 3, 4 zugeordneten ZylinderrÏume sind durch die Leitung 34 und die den Kolben 5, 6 zugeordneten Zylinderräume durch eine Leitung 35 miteinander verbindbar. Diese Leitungen sind durch Reiberhähne 36, 37 abgesperrt, die miteinander durch eine Leitung 38 verbunden sind.
Die Wirkungsweise der Steuerung der Prüfmaschine nach Fig. 1 ist folgende :
Sitzen der ventrale Kolben 2 und die vier Druckkolben 3, 4, 5 und 6 auf dem Grunde ihrer Zylinder auf, so verstellt man durch Drehen der Muttern 31'die Gestänge derart, dass die Schieberteile 32 die Gehäuse öffnung zu den Rohren 17 verschliessen. Es wird also kein Druck¯l durch die Rohre 17 unter die Kolben 3, 4, 5 und 6 fliessen k¯nnen, noch kann solches von den Zylindern durch die Rohre 20 nach dem Olbehälter der Pumpe 21 entweichen. Íffnet man das Ventil 23 von Hand, so steigt der Kolben 2 ; das Gestänge 31 und die Steuerschieber 16 bewegen sich nach au¯en, so da¯ die Verbindung der Rohre 17 und 18 hergestellt wird und die Kolben 3, 4, 5 und 6 steigen.
Je schneller der Kolben 2 steigt, desto mehr Drucköl fliesst nach den Rohren 17 ; der Durchfluss hört auf, wenn der Kolben 2 auf die Geschwindigkeit Null zurückgeht. Wenn nur der eine oder andere der vier Kolben 3, 4, 5 und 6 zum Beispiel infolge einseitiger Beanspruchung des Probekörpers 33 vor-oder nacheilt, so treten die soeben beschriebenen Steuervorgange auf. Die Bewegungsrichtung und die Bewegungsgeschwindigkeit des Kolbens 2 mit der Bezugsplatte 14 dient als Bezugsbasis, für die Steuerung der Druckkolben. Ist die auf der Druckplatte 7 aufliegende Probekörperfläche nicht senkrecht zur Längsachse desselben, so verstellt man die Gestänge 31 derart, dass die Druckplatte 7 die Neigung des betreffenden Isolierkörper- endes annimmt.
Die Druckplatte 7 wird dann wahrend des ganzen Versuches diese eingestellte Lage in bezug auf die Bewegungsrichtung beibehalten. Der beschriebene Steuervorgang entspricht der starren Lagerung der Druckplatte, also dem Fall 4 nach Euler.
Schematisch ist die Anordnung der Rohre und der Steuerschieber in der Fig. 2 dargestellt. Zum besseren Verständnis wurden die Steuerschieber in die Horizontalebene ge- klappt gezeichnet. Jeder Kolben besitzt seine eigene Druckzuleitung ; die Verbindungslei- tungen 34, 35 und 38 zwischen den Zylindern der Druckkolben 3, 4, 5, 6 sind durch die Reiberhahnen 36 und 37 abgesperrt.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform mit Schneidenlagerung, das hei¯t mit einer um die Achse A-A neigbaren Druckplatte. Um die Schneidenlagerung zu erreichen, sind die Reiberhahnen 36 und 37 so eingestellt, dass die Zylinder der Kolben 3 und 4 durch die Verbindungsleitung 34 sowie die Zylinder der Kolben 5 und 6 durch die Verbindungsleitung 315 kommunizierend verbunden sind.
Die Kolben sind also paarweise in Funktion, und die vier Zylinder bilden zwei zur Haschinenachs, symmetrisch angeordnete Gruppen 3, 4 bzw. 5, 6, deren Verbindungsleitung 38 gesperrt ist. Die Endgelenkpunkte der Kniehebel 15 der Steuerschieber 16 liegen in der Achse AA. Je ein Steuerschie- ber 16 ist je einer Zylindergruppe 3 und 4 bzw. 5 und 6 zugeordnet. Dadurch kann die Druckplatte 7 um die Achse A-A ohne Behinderung eine Neigung ausführen, da ja in diesem Fall die Kniehebel 15 nicht beeinflusst werden und die Zylinder 3 und 4 bzw. und 6 gegenseitig in Verbindung stehen.
Es ist also eine Neigung um die Artikula tionspunkte der Gestänge 15 möglich. Eine Neigung des Einspannteils um eine in irgendeiner andern Richtung liegende Achse würde eine Neigung der letzten, damit aber auch einerVerstellung derSteuerschielber16 rufen, die ihrerseits die Olzufuhr zu den Zylindergruppen 3 und 4 bzw. 5 und 6 entsprechend beeinflussen und damit die Kippachse wie- der in die ursprüngliche Lage der Achse 4-J. zurückbringen würden. Ein Neigen der Druckplatte um eine andere Achse ist deshalb nicht möglich.
Der Übersichtlichkeit wegen sind die Elektromagnete 82, 83 sowie die Kontakte 84 und 85 weggelassen. Steuerschieber, Elek- tromagnete und Kontakte sorgen dafür, dass die Druckplatte sich im Verlauf des Versuches nicht allzu stark neigen kann, ein Vorgang, der am SchluB der Beschreibung der Versuchsanordnung nach Fig. 4 erklärt ist.
In Fig. 4 ist die Spitzenlagerung dargestellt, bei welcher der Druckplatte 7 vollständige Neigungsfreiheit in bezug auf die Bewegungsrichtung gewährt ist, also Knickfall 2 bzw. Fall 3 nach Euler. Die Reiberhahnen 36 und 37 sind so eingestellt, dass die kommunizierende Verbindung sämtlicher Zylinder unter sich hergestellt ist, so dass die Druckkolben jeder Neigung der Druckplatte folgen können, ohne daB die Druckverhältnisse unter den einzelnen Kolben sich gegen seitig ändern. Der Probekorper kann daher nach jeder Richtung frei ausknicken.
Die vier Steuerschieber 16 beeinflussen in dieser Anordnung nicht die Neigung der Aufspann- ebene der Druckplatte 7, wohl aber deren Bewegungsgrösse. MaBgebend für die letztere ist die Summe der Íffnungsquerschnitte der nel n'rschieber 16, welche die. Durchflussmenge von den Rohren 18 nach den Rohren 1 beeinflussen. Die Bewegungsgr¯¯e der Druckplatte 7 wird durch, diejenige des Kol- bens 2 bestimmt.
Bei Enickversuchen nach Fig. 3 und 4 mu¯ vermieden werden, dass der Neigungs- winkel der Druckplatte 7 zu gross wird, das hei¯t, da¯ das Probest ck nicht zu stark ausknicken kann. Zu diesem Zwecke sind die Reiberhahnen 36 und 37 mit einer R ckzugfeder 81 verbunden und durch eine Halterast mittels eines federbepinflussten Kernes 82 eine-. Elektromagneten 83 in ihren Stellungen blockiert.
An der Bezugsplatte 14 sind Win kci mit Einstellschrauben 84 befestigt, die mit an der Druckplatte 7 befestigten Non- takten 85 zusammenwirken. Bei Erreichung des Neigungsmaximums der Druckplatte 7 wird einer der Kontakte 85 geschlossen, wo- dnreh die Magnete 83 ihre Kerne 82 anzie- hen, so dass die Halterast ausgel¯st wird und sieh die Hahnen durch die Wirkung der Federn antomatisch in ihre Ausgangsstellung zurückdrehen und den 01flux in den Verbin dungsleitungen 34, 35 und 38 der Druckkolben unterbrechen.
Somit erfolgt die Druckolzufuhr für jeden der Druckkolben gesondert durch das ihm zugeordnete Steuerorgan 16, Die infolge der Neigung der Druckplatte zu rückgebliebenen Eolben werden also einen starken Ölzufluss erhalten, während die vor geeilten nicht nur keinen ZufluB erhalten, sondern il an das Olreservoir abgeben. Es wird also nicht nur das Weiterneigen der Platte gestoppt, sondern letztere wird augen blicklich in ihre Ursprungslage zurückgebracht.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, mit dem eine gleichbleibende relative Lage der Druckplatten 7 und 13 während des ganzen Versuches erzwungen wird, ganz gleichgül tig, ob sich die Prüf last gleichmässig auf die vier Druckkolben 3, 4, 5 und 6 verteilt oder nicht, oder ob das Masehinengestell elastische Verformungen und damit die Druckplatte 13 Lageränderungen erleidet, Die Druckplatte 13 3 ist fest mit dem Querhaupt 12 des Ma schinengestelles verbunden und dient als Be zugsbasis für die Steuerung, die hier mit elektrischen Kontakten arbeitet und eine durch Pumpen betriebene Druckerzeugungs- anlage steuert.
Die vier Eontrollschrauben 40, 41, 42 und 43 sind in Gewindemuttern in der Druckplatte 13 gelagert und werden, der gew nschten Versuchs Versuchsgeschwindigkeit entsprechend, durch den Elektromotor 44 ber einen Drehzahlvaliator synchron gegeniiber der Druckplatte 13 verschoben. Die Druckplatte 7 trägt an jeder Ecke einen Kontakt 45, also vier im gesamten. Diese sind ber eine Stromquelle mit den Elektromagneten 46, 47, 48 und 49 verbunden, welche die Saugventile der Pumpe 50, 51, 52 und 53 betätigen, so daB bei Stromschlu¯ die Pumpen fordern, bei Unterbruch jedoch die F¯rderung aussetzt. Bei der Ausführung nach Fig. 5 ist jedem der vier Druckkolben 3, 4, 5 und 6 eine Pumpe zugeordnet.
Der Steuervorgan spielt sich so ab, da¯, nachdem die Druckplatten 7 und 13 sich satt an den Probekörper 54 angelegt haben, man die Eontrollschrauben 40, 41, 42 und 43 an die Kontakte heranführt, die vier Stromkreise und somit die Forderung der Pumpen unter-, bricht. Schaltet man den Elektromotor 44 ein, so bewegen sich die vier Eontrollschrauben von ihren Kontakten weg, worauf diese die Stromzufuhr schliessen und die F¯rderung des Drucköls in die Zylinder der Druckkolben einsetzt. Unter fortwährendem Schliessen und Íffnen der Magnebströme folgt die Druckplatte7derBewegung der vier Son- trollschrauben und verharrt, gegen die fest- stehende Druckplatte 13 hin sich bewegend, wobei sie ihre bei Versuchsbeginn eingestellte Richtung beibehält.
Weitere wichtige Versuchsmoglichkeiten werden dadurch erreicht, da¯ die Steuerschieber 16 bzw. die Kontrollschrauben 40, 41, 42 und 43 während des Versuches nach be stimmten Vorschriften derart beeinflusst werden, dass die einen Druckkolben gegenüber den andern voreilen. Dadurch kann der Probekörper nicht nur Druck-, sondern auch Druck-mit zusätzlichen Biegespannungen ausgesetzt werden. Solche Möglichkeiten sind in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellt.
Werden die Kräfte der einzelnen Druckkolben mit Manometern 55, 56, 57 und 58 (Fig. 1) gemessen, so kann aus dem Produkt : Differenz der Eolbenkräfte mal Kolbenabstand a das Biegemoment bestimmt werden, während die Summe der Kolbenkrafte die Druckbelastung des Probekorpers angibt.
In Fig. 6 ist die Erzeugung eines kon stanten Biegemomentes nach der Momentenkurve Mi dargestellt. Sowohl die untere als auch die obere Druckplatte 7 bzw. 13 sind nach Vorschrift synchron gesteuert, so dass die Druckkolben 60 den Druckkolben 61 um gleiche Beträge voreilen. Fig. 7 zeigt das entstehende Biegemoment eines einseitig nach Momentenkurve Ma eingespannten Trägers.
Die obere Druckplatte 13 besitzt Spitzen- lagerung, wÏhrend die untere Druckplatte 7 nach Vorschrift gesteuert wird. Die Druckkolben 60 der Plat-te 7 eilen den Druckkolben 61 vor. In Fig. 8 ist ein wechselndes Biegemoment nach Momentenkurve Ms dargestellt.
Die obere Druckplatte 13 ist starr gelagert. während die untere Druckplatte 7 nach Vorschrift gesteuer wird, so dass die Druckkolben 60 den Druckkolben 61 voreilen. Die bei den Versuchen nach Fig. 6, 7 und 8 auftretenden Querkräfte müssen durch das Maschi- nengestell aufgenommen werden.
Die Art der Steuerung der Einspannteile einer Prüfmaschine wird zweckmässigerweise nach der gewünschten Empfindlichkeit gewählt. Handelt es sich um Prüfmaschinen, mit welchen nur die üblichen Versuche auszuführen sind, so wÏhlt man einfachere Ausführungen, z. B. Steuerschieber oder Steuerkontakte. Grössere Genauigkeiten lassen sich beispielsweise dadurch erreichenb dass durch die vier Steuerschieber 16 anstatt Hochdruck-Niederdrucköl (von einer speziellen Pumpe geliefert) zu vier Servomotoren geleitet wird, welche ihrerseits vier Hochdruck- schieber beeinflussen, wobei der Druckfluss von den Rohren 18 zu den Rohren 17 geregelt wird.
Die Genauigkeitssteigerung re sultiert also daraus, dass das Regelglied mit Niederdruck statt mit Hochdruck arbeitet.
Auch Kegel-oder Kugelventile können an Stelle der Steuerschieber die Empfindlichkeit steigern. Noch grössere Empfindlichkeit kann beispielsweise mit der induktiven Abtastung der Druckplattenbewegung erreicht werden. An Stelle der Steuersehieber 16 befinden sich dabei an den vier Ecken der Druckplatte 7 induktive Taster, wie sie in der Messtechnik bekannt sind. Sie beeinflussen über eine Messbrücke und einen R¯hrenverstärker den Strom von Elektromagneten, welche ihrerseits Hochdrucksteuerschieber bewegen. Dem Magnetfeld entgegen wirkt eine Feder auf den Steuerkolben, welcher mit grösster Genauigkeit den Druckplattenbewegungen folgt und in jedem Augenblick die richtige Olmenge dem Arbeitskolben zuf hrt. Diese Steuerung ist also rückführend, wie auch diejenige nach Fig. 1.
Nicht rückführende Steuerungen rufen Pendelungen hervor.
Fig. 9 und 10 zeigen schematisch eine leicht bewegliche, aus drei Teilen bestehende Stelze, welche den Druck des Kolbens 3 auf die Druckplatte 7 übertragen soll. Der Mit telteil 62 der Stelze weist an den Enden Zylinderflächen mit dem Durchmesser Di auf und stützt sich mittels Druckkorpern 63 und 64, welche Zylinderflächen vom Durch- messier D2 bilden, auf die ebenen Platten 65 und 66 des Kolbens 3 bzw. 4 bzw. 5 bzw. 6 und des Einspannteils 7 ab. Die einzelnen Teile sind durch geeignete Elemente, hier Führungsstifte 67, gegenseitig geführt. Die Achsen der Zylinder Di, D2 schneiden die Längsachse des Mittelteils in der Mitte und stehen rechtwinklig zueinander.
Durch diese Anordnung ergibt sich ein rollendes, rei bungsarmes, allseitiges Neigen der Stelze.
Die grosse Dimension der Durchmesser Di und Da setzt die spezifische P'ressung an den Zylinderflächen und ihren Abrollfläehen sowie den Verstellwiderstand der Stelze auf ein Mindestmass herab.
In der Fig. 11 ist schematisch die Konstruktion einer leicht beweglichen und hy draulish entlasteten Stelze 68 dargestellt.
Diese besitzt an ihren beiden Enden Kugel- zone n 69 und 70, welche in zylindrische Kammern 71 des Druckkolbens 3 und der Druckplatte 7 greifen. Am Äquator der Ru- gelabschnitte sind Dichtungsstulpen 73 und 74 angebracht. Im Ruhezustandstütztsich die Druckplatte 7 mittels der Kugelkalotten 75 und 76 auf den Druckkolben 3 ab. Die in den Enden der Stelzen befindliehen Ku gelventile 77 werden somit durch die Stifte 78 abgehoben und die Kammern 71 durch die Bohrung 79 miteinander verbunden.
Wird vom Druckölspeicher 19 (Fig. 1), in welchem ein viel höherer Druck herrscht als unter dem Kolben 3, 01 mit genügend hohem Druck durch das Rohr 80 zugefiihrt, so entstehen vollständig tragende Olpolster zwischen der Stelze 68 und der Druckplatte 7 einerseits und dem Druckkolben 3 anderseits.
Die Dicke des Ílpolsters wird begrenzt durch die erwähnten Kugelventile 77, welche den Olinhalt der Kammern 71 automatisch konstant halten. Solche hydraulisch entlastete Stelzen können praktisch reibungsfreie Bewegungen ausführen.
In der Praxis wird der maximale Nei gungswinkel des Einspannteils in den meisten Fällen 4 nicht überschreiten, so daB im allgemeinen die einfache Führung mittels RÏdern 9 nach Fig. l genügt.
Eine Konstruktion für die seitliche F h rung des Einspannteils 7 bei grosseren Neigungswinkeln ist in Fig. 12 und 13 darge stellt. Die Druckplatte 7 besitzt in den vier
Ecken rechtwinklig zueinader angeordnete, zylindrisch gewölbte Druckstücke 90, deren Xylinderaehse die Maschinenaehse schneidet.
Die Druckstücke 90 übertragen auftretende
Querkräfte vermittels Drehscheiben 92 und
Axialkugellager 93 auf zweirädrige Wagen
94. deren Rollen 96 sich in Nuten der SÏu len 10 bzw. 11 praktisch reibungslos bewe gen. Die kugeligen Stifte 95 gleiten in zylin drischen Bohrungen der Druckstiieke 90 und dienen als Mitnehmer f r die Wagen. Durch das Abwälzvermögen der Druckstücke 90 in Verbindung mit der Drehmoglichkeit der Drehscheiben 92 wird eine einwandfreie Querführung der Druckplatte 7 auch bei grö sseren Neigungen erreicht.
Für die Beschreibung der Erfindung ist beispielsweise diejenige einer Druckprüf- machine gewÏhlt worden. Es k¯nnen jedoch Einspannteile von irgendwelchen Prüfmaschinen ebenfals mit solchen Steuereinrichtungen ausgerüstet werden.
Ferner können zur Betätigung der Steuereinrichtungen statt, mechanische auch elek- trische, photoelektrische oder pneumatische Mittel mit Rückführung vorgesehen sein.
Bei allen Beispielen kann das der Prüflast berlagerte Moment wÏhrend des Pr fungsverlaufes eingesbellt werden, wobei darunter auch eine Einstellung verstanden sein soll, derart, dass das Moment wÏhrend des Prüfvorganges Null ist.