Hydraulische Werkstoffprüfmaschine
Es sind hydraulisehe Werkstoffprüfma sehinen bekannt, welche Dauersehwingversuehe mit gleichbleibendem Vorzeichen der Last ermöglichen, und solche, mit welchen auch Versuche zwischen Lastgrenzen mit ver schiedenen Vorzeiehen durehgeführt werden können.
In ersteren wird im Maschinenzylinder ein gleichbleibender Druck erzeugt, welcher sich als eine auf den Probekörper wirkende statische Last auswirkt ; diesem gleichbleibenden Druck wird durch geeignete Mittel (Pulsatoren) ein zeitlich meist sinusf¯rmig peri odisch veränderlicher Druck überlagert, wodurch der Probekorper der Wirkung einer Schwellast unterworfen wird, deren obere Grenze der Summe des statischen und des Scheitelwertes des periodisch veränderlichen Druckes entspricht, während die untere Grenze durch den statischen Druck allein bestimmt wird.
Maschinen f r Wechsellastversuche sind gewohnlich mit zwei in entgegengesetzter Richtung wirkenden Zylindern a. usgerüstet, von denen der eine eine auf den Probekörper wirkende statische Vorlast und der andere die der statischen Vorlast überlagerte, meist sinnsförmig periodisch veränderliche Weehsellast erzeugt. Die auf den Probekö. rper wirkende Last ergibt sich in jedem Moment aus der algebraisehen Somme von Vorlast und Weehsellast (z. B. Vorlast 30 t Drue-k, Wechsellast 0-20 t Zug ergibt für den Probekörper eine Belastung, die zwischen 30 t und 10 t Druck hin und her pendelt ; für eine Wechsellast von 0-50 t Zug sind die Lastgrenzen für den Probekorper 30 t Druck und 20 t Zug usw.).
Es sind auch Maschinen für Wechsellastversuche bekannt, in welchen die Kolben in beiden, entgegengesetzt gerichteten Zylindern durch periodisch veränderliche Drücke beaufschlagt werden, wobei der zeitliche Druekverlauf in dem einen Zylinder gegenüber demjenigen im andern Zylinder beispielsweise um eine halbe Periode phasenver sehoben ist.
In allen FÏllen in welchen im gleichen Zylinder ein statischer und ein diesem über lagerter periodisch veränderlicher Druck herrscht, wirken diese Drüeke stets auf die gleiche Kolbenfla. che. Dieser Umstand bringt folgende Naehteile mit sieh :
Es ist iiblich, z. B. besonders bei der Pr fung von Baustoffen oder gewissen Kon struktionsteilen wie Briiekenabschnitten wsw. mit einer Vorlast zu prüfen, die etwa. 80% oder mehr der gesamten Pr flast entspricht und dieser Vorlast eine Wechsellast von 20 /o oder weniger der Gesamtlast zu überlagern.
Sind grosse Kräfte aufzubringen, wird man mit Rücksicht a,ufden Betriebsdruck verhältnismässig grosse Kolbenfläehen vorsehen ; dementsprechend sind zur Erzeugung der über lagerten Wechsellast grosse zusätzliche Druek- flüssigkeitsmengen zuzuführen. Bei hohen Drüeken sind die Kompressibilitä, tsverluste in der Druckflüssigkeit ebenfalls hoch, und der Pulsator muss ein hohes Fordervolumen aufweisen.
Bei der Prüfung von Körpern mit sehr flacher Federkennlinie (mit der Zunahme der Belastung sehr stark ansteigende Verformungen), z. B. Blattfedern u. a., muss oft bei der Pr fung eine grosse Vorlast aufgebracht wer- den und dieser eine verhÏltnismϯig kl. eine Wechsellast überlagert werden. Durch den langen Hub, der zur Erreichung der Vorlast notwendig ist, wird das Volumen der im Zy linder befindlichen Druekflüssigkeit gross, und diese Menge muss beim Aufbringen der überlagerten Wechsellast zusammengedrückt werden, wodurch wieder Kompressibilitä. tsver- luste entstehen, die durch den Pulsator ausgeglichen werden müssen.
Bereits diese Beispiele lassen erkennen, dass die Beaufschlagung der gleichen Kolbenfläehe sowohl durch den zur Erzeugung der Vorlast notwendigen statischen Druck als auch durch den zur Erzeugung der überlagerten Wechsellast notigen periodisch veränderliehen Druck Na. chteil. e mit sich bringen kann.
Die Erfindimg soll die angegebenen Nach- teile dadurch aussehalten, dass der den Druck in eine auf den Probekörper wirkende Kraft umsetzende Kolben als Stufenkolben mit mindestens zwei Stufen ausgebildet ist, zum Zweek, die den einzelnen Stufen entsprechen den Kolbenquersehnitte wahlweise und von- einander unabhÏngig beaufschlagen zu k¯nnen, sei es mit gleichbleibendem Druck mittels an sich bekannter Vorrichtungen (z. B.
Akkumulatoren hydraulischer oder hydrau- lisch-pneumatischer Art), sei es mit pulsierendem Druck mittels Pulsatoren bekannter Art.
Auf der beiliegenden Zeichnung sind drei Ausführlmgsbeispiele des Erfindungsgegen- standes dargestellt.
Fig. 1 zeigt das erste Beispiel in Form einer Presse.
Fig. 2 zeigt das zweite Beispiel in Frrm einer Zug-Druek-Prüfmaschine f r Dauer sehwingversuche mit gleiehbleibendem Vorzeichen der Last, und
Fig. 3 zeigt das dritte Beispiel in Form einer Zug-Druck-Pr fmaschine f r Dauer sehwingversuche mit gleichbleibendem oder wechselndem Vorzeichen der Last.
Nach Fig. 1 ist der Sockel des Masehinen- rahmens 1 als Zylinder ausgebildet, in wel- chem der Stufenkolben 2 mit zwei Stufen untergebraeht ist. Zur Erzeugng einer statischen Vorlast auf den Probekörper 3 wird der Zylinderraum 4 unter dem gr¯¯eren Kol benquerschnitt mit einem Akkumlator verbunden. Der Zylinderraurn 5 unter dem kleineren Kolbenquersehnitt wird zur Erzeugung einer der Vorlast überlagerten Wechsellast mit einem Pulsator verbunden.
Für rein statisehe Versuche ergibt sieh ebenfalls ein Vorteil, da durch wahlweise Benützung des kleineren Kolbenquerschnittes allein, des grosseren Kolbenquerschnittes allein oder der beiden Kol- benquersehnitte zusammen sieh für den gleichen Druckbereich drei verschiedene I. ast- bereiehe ergeben.
Gemäss Fig. 2 ist auf dem Maschinen- rahmen 6 der Zylinder 7 mit dem Stufen- kolben 8 befestigt ; auf letzteren stützt sieh das Gehänge 9. Zwischen Gehänge 9 und Rahmen 6 ist der Zugprobestab 10 einge- spannt; Druck- und Biegeprobek¯rper k¯nnen zwischen GehÏnge 9 und Zylinderboden gepr ft werden. Der Zylinderraum 11 unter dem grösseren Kolbenquersehnitt kann wie- derum einem Akkumulator zur Erzeugung der statisehen Vorlast verbunden werden, wä. hrenddessen der Zylinderraum 12 mit dem Pulsator zur Erzeugung der Wechsellast ver- bunden wird. Das ber statische Versuche bei Fig. 1 Gesagte gilt hier ebenfalls.
Nach Fig. 3 ist der Maschinenrahmen 13 mit dem. Doppelzylinder 14 verbunden, in welchem die in entgegengesetzten Richtungen arbeitenden Stufenkolben 15 und 16 ver. schiebbar sind. Das Gehänge 17 stützt sich oben auf den Stufenkolben 15, und unten kann es sieh über die Stelze 18 gegen den Stufenkolben 16 abstützen. Der Zugprobestal 19 wird zwischen Rahmen 13 und Gehänge 17 eingespannt ; Druek-und Biegeprobekorper können zwisehen Gehänge 17 und Stufen- kolben 16 an Stelle der Stelze 18 eingebaut werden. Die Zuleitungen 20 und 21 bzw. 22 und 23 führen zu den obern und untern kleineren bzw. grösseren Kolbenquersehnitten.
Der obere Stufenkolben 15 kann allein auf die Art wie bei Fig. : 2 beschrieben gebraucht werden. Der untere Stufenkolben 16 kann auch f r sieh allein gebraucht werden, wie bei Fig. 1 besehrieben, wobei der Probekor- per zwischen diesen Stufenkolben und das (ehänge 17 eingeführt wird.
Soll ein Probekorper Wechsellasten unterworfen werden, das heisst zwischen Lastgrenzen mit verschiedenen Vorzeichen geprüft werden, wird er ähnlich dem Probestab 19, also zwischen Rahmen 1. 3 und Gehänge 17 eingebaut. Die statische Vorlast kann entweder durch den Stufenkolben 15 über die Zuleitungen 20 oder 22 (je nach Grosse) auf- gebracht werden (Zugvorlast) oder durch den Stufenkolben 16 über die Zuleitungen 21 oder 23 (Druckvorlast). Die überlagerte Wechsel- last wird dann jeweils durch den andern Kolben aufgebracht, und zwar je nach Grosse. über den kleineren oder gr¯¯eren Kolbenquerschnitt.
Es können auch beide Kolben durch peri- odisch veränderliche Drücke beaufschlagt werden, wobei der nicht zu diesem Zweeke ben tzte Kolbenquerschnitt des einen Kolbens zumAufbringen einer statischen Vorlast gebraucht werden kann.
SinngemÏ umfasst die Erfindung aueh Werkstoffprüfmasehinen, bei welchen Rahmen und Zylinder nicht starr verbunden sind, sondern ein oder mehr Zylinderkolbenaggregate als selbständige Belastungseinheiten au einem dem Probekörper angepassten Gerüst verstellbar befestigt sind. Zu noch weiter gehenderer Unterteilung der Lastbereiche können Stufenkolben mit mehr als zwei Stufen vorgesehen sein.