DD150250A1 - Geraet zur werkstoffpruefung von material-duennschnitten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Geraet zur Werkstoffpruefung von Material-Duennschnitten, insbesondere Folien zur Messung der Durchbiegung und der Einspann-bzw. Auflagekraft. Mit der Erfindung wird ein Geraet geschaffen, mit dem reproduzierbare Meszergebnisse nach einstellbaren Sollwerttemperaturen mittels einer Heizvorrichtung ermoeglicht werden. Dies wird erreicht mit der Anordnung einer als Stellglied wirkenden Heizpatrone und eines Meszfuehlers in Verbindung mit einem Zweipunktregler.

Description

Karl-Marx-Stadt, den 10.4.1980 - A-

Titel der Erfindung

"Gerät zur Werkstoffprüfung von Material-Dünnschnitten"

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Werkstoffprüfung von Material-Dünnschnitten, insbesondere Folien, zur Messung der Durchbiegung und der Einspann- bzw. Auflagekraft, mit einem meßschraubartigen Aufbau eines Grundkörpers, an dessen freien Ende innerhalb einer Zwischenscheibe ein mittels Meßtrommel axial bewegbarer Meßfühler und diesem diametral in innerhalb einer Druckzuführplatte schwenkbaren Deckplatte ein weiterer Meßfühler vorgesehen ist, zwischen denen ein von einer Klemmeinrichtung druckbeaufschlagbarer Prüfling aufnehmbar ist.

Charakteristik der bekannten technischen Lösung

Es wurde bereits ein eingangs erwähntes Gerät zur Messung von Material-Dünnschnitten vorgeschlagen. Nachteilig ist dabei, daß durch die Messungen der Durchbiegung, Einspann- und Auflagekraft bei veränderten Raumtemperaturen unterschiedliche Meßergebnisse entstehen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ea, ein Gerät zur Werkstoffprüfung von Material-Dünnschnitten, insbesondere Folien, zu schaffen, mit dem unabhängig von der Raumtemperatur reproduzierbare Meßergebnisse ermittelt werden können.

Wesen der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Gerät zur ¥/erkstoffprüfung von Material-Dünnschnitten, insbesondere Folien mit einer Heizvorrichtung zu schaffen, mit der die Meßergebnisse nach einstellbarer Sollwertteraperaturen ermittelt werden können.

Erf indungsgesaäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß in der Zwischenscheibe ein radial bewegbarer Temperaturfühler und in der Druckplatte eine als Stellglied wirkende Heizpatrone angeordnet ist, die vorzugsweise mit einem ansich bekannten Zweipunktregler mit Sollwerteinstellung und verzögerter Rückführung verbunden ist. In der weiteren Ausbildung der Erfindung ist die Heizpatrone, der Temperaturfühler und ein Druckanschluß in der Druckführplatte um «jeweils 120 Grad zueinander versetzt angeordnet« Die Zwischenscheibe ist gegenüber dem Grundkörper durch eine Dichtscheibe und die Druckplatte gegenüber einer Kopfplatte und dem Meßfühler mittels einer Dichtscheibe thermisch isoliert.

Mit der Lösung ist es möglich, beim Prüfen der Festigkeit, der Durchbiegung und der Einspannkraft bei gleichmäßiger flächenhafter Druckbeaufschlagung und einstellbaren Sollwerttemperaturen, optimale und reproduzierbare Meßergebnisse zu ermitteln.

- 3 Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 - Ein Gerät im Längsschnitt

Fig. 2 - der Schaltungsaufbau für die Heizung

Aufbau

Fig. 1 zeigt ein Gerät, bestehend aus einem Grundkörper 1, mit einer Skala in 1 mm Längsteilung, auf dem eine Meßtrommel 2, die auf dem Umfang der Schräge in 100 gleiche Teile geteilt ist, geschraubt ist. An der Meßtrommel 2 ist mittels Senkschrauben ein Druckdeckel 3 befestigt, der kraftechlüssig auf eine Aufnahmehülse 5 wirkt, in der über ein Zwischenstück 7 und einer Dicbtscheibe 12 ein Meßfühler 19 durch eine innere Führungshülse 6 mittels Senkschrauben befestigt ist. Auf der dem Druckdeckel 3 zugewandten Seite ist eine Aufnahmebülse 5 geschlitzt. In beide Schlitzseiten ist je ein Steg 4 eingesetzt, der mit einer Zylinderschraube und Federring an der Aufnahmehülse 5 befestigt ist. Die zwei Stege 4 greifen gleichzeitig in die Schlitze einer äußeren Führungshülse 9 ein, die in den Grundkörper 1 eingepreßt und über einen Dichtring 20 nach außen abgedichtet ist. Außerdem sitzt auf den beiden Stegen 4 eine Druckfeder 8, die sich im Grundkörper 1 abstützt.

Zwischen der Aufnahmehülse 5 und der Führungshülse 6 ist ein Dichtring 18 eingespannt, der den inneren Druckraum 14 nach außen begrenzt.

In den Grundkörper 1 ist eine Dichtscheibe 25 eingebracht, die eine Aussenkung trägt, in der eine Zwischenscheibe 10

eingelegt ist. In der Zwischenscheibe 10 befindet sich ein Temperaturfühler 26 und eine Einsenkung zur Aufnahme des Prüflings und einer Druckplatte 13 mit einem Druckanschluß 16, in einem äußeren Druckraum 15· Auf der Druckplatte 13 ist eine Dichtscheibe 27 und eine Kopfplatte 28 mittels Zentrierbund aufgesteckt. Dieser Aufbau wird über eine schwenkbare Deckplatte 11, die auf der einen Seite im Grundkörper 1 gelagert ist und auf der gegenüberliegenden Seite durch eine ebenfalls im Grundkörper 1 gelagerte Schwenkschraube 22 mit einer Hebelmutter 23 und einer Unterlegscheibe, verspannt. In der schwenkbaren Deckplatte 11 befindet sich konzentrisch angeordnet eine Kraftmeßzelle 21, die von einer Abschlußplatte 24 durch Zylinderschrauben verschlossen wird. In der Druckplatte 13 ist eine Heizpatrone 29 mittels Zylinderschrauben eingeschraubt.

Fig. 2 zeigt den schaltungstechnischen Aufbau der Temperaturregelung mit einen Zweipunktregler 30, verzögerter Rückführung 32 und einem Sollwerteinsteller 31, Als Meßglied fungiert der Temperaturfühler 26, als Stellglied die Heizpatrone 29 und als eine Regelstrecke 33 die Kombination zu der Zwischenscheibe 10, dem Prüfling und der Druckplatte 13«

Wirkungsv/e is e

Das Prinzip der Messung und Ablesung ist das einer Meßschraube. Zur Messung und Kennlinienaufnahme wird der Prüfling in die Aussparung zwischen die Zwischenscheibe 10 und die Druck-

platte 13 gebracht. Danach werden die Dichtscheibe 27 und die Kopfplatte 28 aufgesteckt. Anschließend wird dieser Aufbau mit der schwenkbaren Deckplatte 11 verschlossen und über die Schwenkschraube 22 wird mittels der Hebelmutter 23 die Einspannkraft der Prüflinge eingestellt. Durch die Ausführung der Kombination Schwenkschraube 22 - Hebelmütter 23 mit Peingewinde, läßt sich die Einspannkraft der zu prüfenden Teile feinfühlig einstellen. Die Messung der Einspannkraft erfolgt über die Kraftmeßzelle 21, in induktiver Ausführung mit Doppeldrossel und Tauchkern. Die Signaländerung wird über einen nicht dargestellten Meßverstärker auf ein nicht dargestelltes Anzeigegerät übertragen, auf dem die Einspannkraft direkt ablesbar ist. Die Einsenkung in der Zwischenscheibe 10 können für einen genormten Probendurchmesser des Prüflings zwischen 25 und 150 mm frei gewählt werden.

Durch die Druckzuführung in den inneren Druckraum 14 und/ oder in den äußeren Druckraum 15 ist die Beaufschlagung des jeweils eingespannten Prüflings mit Druck wahlweise auf einer oder auf beiden Seiten möglich. Der in der Mitte des Gerätes angebrachte Meßfühler 19 (nach dem piezoelektrischen Meßprinzip) kann durch die Meßtrommel 2, deren Meßprinzip das einer Meßschraube ist, nach beiden Richtungen bewegt und die Durchbiegung des Prüflings mit 0,01 mm Genauigkeit abgelesen werden. Dabei wird die Drehbewegung der Meßtrommel 2 über den Druckdeckel 3 » auf die Aufnahmehülse 5 und damit auf den Meßfühler 19 übertragen« Da die an der Aufnahmehülse 5 befestigten Stege 4 in die Schlitze der äußeren Führungshülse 9 eingreifen, die wiederum fest in den Grundkörper 1 eingepreßt ist, wandeln sie die Drehbev/egung der Meßtrommel 2 in eine Längsbewegung der Auf-

nahmehUlse 5 und damit des Meßfühlers 19 um. Außerdem wird über die beiden Stege 4 die Druckfeder 8 vorgespannt, die beim Zurückdrehen der Meßtrommel 2 wieder über die beiden Stege 4, die Aufnahmehülse 5 und damit den Meßfühler 19, bis zum Ansohlag an den Druckdeckel 3, zurückbev/egt. Der zwischen Aufnahmehülse 5 und innerer Führungshülse 6 eingespannte Dicbtring 18 ha t außer der Dichtwirkung noch die Gleitbewegung der Aufnahmehülae 5 in der äußeren Иііз-rungehülse 9 durch eine entsprechende Schmierwirkung zu gewährleisten. Dafür ist ein schmierfähiger Werkstoff, wie PTFE, Teflon oder Hydeflon zu verwenden. Der Meßfühler 19 T#ird über ein Verbindungskabel an einen Ladungsverstärker angeschlossen, dessen Ausgang einem Spannungsmesser zugeführt wird, auf dem je nach Größe der Ladungsmenge, eine entsprechende proportionale Spannung angezeigt wird. Dieser Ladungsmenge entspricht die auf den Meßfühler 19 wirkende Kraft.

Bei Druckbeaufschlagung in den inneren Druckraum 14 wird der Meßfühler 19 über die Meßtrommel 2 soweit nachbewegt, bis die Anzeige am Meßgerät beginnt. Der dabei zurückgelegte Hub entspricht der Durchbiegung, Bei Druckbeaufschlagung in den äußeren Druckraum 15 v/ird zuerst die aufgebrachte Kraft, resultierend aus dem Druck, gemessen. Danach wird der Meßfühler 19 über die Meßtrommel 2 soweit zurückbewegt, bis die Anzeige am Meßgerät Null ist. Der dabei zurückgelegte Hub entspricht wieder der Durchbiegung,

Um die Kennlinien des Prüflings auch bei unterschiedlichen Temperaturen aufnehmen zu können, wird die als Regelstrecke bezeichnete Kombination aus der Zwischenscheibe 10, dem Prüfling und der Druckplatte 13 über die Heizpatrone 29 (Stellglied) aufgeheizt.

Die Heizung wird über einen Zweipunktregler 30 mit verzögerter Rückführung 32 ausgelöst. Zur Temperaturmessung fungiert

der in die Zv/ischenscheibe 10 eingebrachte Temperaturfühler 26 der zweckmäßigerweise als Thermoelement ausgebildet ist. Zur Wärmeisolation gegenüber den anderen Geräteteilen dienen die innere Dichtscheibe 25 zwischen Grundkörper 1 und Zwischenscheibe 10 und die Dichtscheibe 27 zwischen der Druckplatte 13 und der Kopfplatte 28

Durch die Verwendung eines handelsüblichen Zweipunktreglers 30 mit Sollwerteinstellung 31 für Thermoelenientenanschluß iat die Verwendung einer zusätzlichen elektronischen Vergleichsstelle nicht erforderlich, da dieselbe im Zweipunktregler 30 vorhanden ist.

Steht kein handelsüblicher Zweipunktregler zur Verfügung, во könnte vom Prinzip ein feinfühliger Bimetallkontakt Verwendung finden. Dabei ist zu beachten, daß die Hysteresezone nicht breiter als 4 grd (+2 grd) ist, um vergleichbare Meßergebnisse für die einzustellenden Sollwerttemperaturen zu erhalten.

Claims (3)

- 8-Erfindungs ans prüch e

1«, Gerät zur Werkstoffprüfung von Material-Dünnschnitten, insbesondere Folien, zur Messung der Durchbiegung und der Einspann - bzw. Auflagekraft, mit einem meßschraubartigen Aufbau eines Grundkörpers, an dessen freien Ende innerhalb einer Zwischenscheibe ein mittels Meßtrommel axial bewegbarer Meßfühler und diesem diametral in innerhalb einer Druckzuführplatte schwenkbaren Deckplatte ein weiterer Meßfühler vorgesehen ist, zwischen denen ein von einer Klemmeinrichtung druckbeaufschlagbarer Prüfling aufnehmbar ist, gekennzeichnet dadurch, daß in der Zwischenscheibe (10) ein radial bewegbarer Temperaturfühler (26) und in der Druckplatte (13) eine als Stellglied wirkende Heizpatrone (29) angeordnet ist, die vorzugsweise mit einem ansich bekannten Zweipunktregler (30) mit Sollwerteinstellung (31) und verzögerter Rückführung (32) verbunden ist.

2_# Gerät nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Heizpatrone (29), der Temperaturfühler (26) und ein Druckanschluß (16) in der Druckführplatte (13) um jeweils 120 ° Grad zueinander versetzt angeordnet sind.

3. Gerät nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Zwischenscheibe (10) gegenüber dem Grundkörper (1) durch eine Dichtscheibe (25) und die Druckplatte (13) gegenüber einer Kopfplatte (28) und dem Meßfühler (21) mittels einer Dichtscheibe (27) thermisch isoliert ist.

HiorcuJL&iten Zeichnungen