AT396997B - Lasteinleitungsvorrichtung - Google Patents

Description

5 AT 396 997 B 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55

Die Erfindung betrifft eine Lasteinleitungsvomchmng für Keilbelastungen von Würfel-, quader- und zylinderförmigen Probekörpem, die mit einer Kerbe versehen sind, und dient zur Ermittlung von, z. B. bruchmechanischen, Kennwerten. Der Stand der Technik ist durch die AT-PS-377 611 und die AT-PS-390 328, sowie die dort zitierte Literatur gegeben. Keilbelastungseinrichtungen haben die Eigenschaft, daß sie im belasteten Zustand wenig elastische Energie speichern (zeigen also "steifes" Verhalten) und sind daher besonders zur Prüfung von spröden Werkstoffen bzw. Werkstoffverbunde geeignet. In der AT-PS-377 611 werden Belastungseinrichtungen beschrieben, die für V-förmige Kerben im Probekörper geeignet sind. Die Herstellung solcher V-förmiger Kerben ist schwierig (nur mit Sondereinrichtung durchführbar) und daher auch teuer. Solche Belastungseinrichtungen werden daher nur sehr selten verwendet In der AT-PS-390 328 wird eine Prüfeinrichtung beschrieben, die eine rechteckige Kerbe im Probekörper vorsieht In diese Kerbe werden Gleitstücke eingelegt, auf denen der Belastungskeil abgleitet und damit die Kraft auf den Probekörper übertragen kann. Die Gleitreibung zwischen Gleitstücke und Keil beeinträchtigen die Meßgenauigkeit der Prüfung. Dies stellt somit einen Nachteil dieser Belastungseinrichtung dar. In der genannten Patentschrift wird angeführt daß die Reibung durch entsprechende Maßnahmen, wie z. B. Fett oder durch das Einlegen von Teflonfolien oder Wälzkörpem (z. B. Flachwälzlager) zwischen Keil und Gleitstücke stark reduziert werden kann. Versuche haben gezeigt, daß bei der Verwendung von Schmierfetten und von Gleitfolien die Reibung nicht soweit reduziert werden kann, daß sie vernachlässigt werden kann. Es müssen daher für jede Art der Reibungsreduzierung eigene Eichversuche durchgeführt werden, um den Reibungskoeffizient zu bestimmen, der dann bei der Auswertung des Versuches rechnerisch berücksichtigt werden muß. Werden kleine Wälzkörper zwischen die Gleitstücke und den Keil eingelegt so ist das bei der praktischen Durchführung der Messung sehr umständlich und nur mit großem Arbeitsaufwand (Justierung) durchzuführen. Weiters hat diese Art der Reibungsreduzierung den Nachteil, daß durch das Vorschieben des Keiles (über die Wälzkörper) in die beiden Gleitstücke die Lastangriffspunkte auf den Gleitstücken verschoben werden. Diese Verschiebung der Lastangriffspunkte sollte in der rechnerischen Auswertung der Prüfung berücksichtigt werden und stellt somit einen weiteren Mehraufwand dar. Ziel der Erfindung ist, die oben genannten Nachteile zu beseitigen. Dieses Ziel wird durch eine Lasteinleitungsvorrichtung der oben genannten Art erfindungsmäßig dadurch erreicht, daß die Kraftübertragungseinrichtung als Kraftübertragungsleiste mit L-förmigen Querschnitt ausgebildet ist, sodaß auf jede dar oberen Kanten der Kobe des Probekörpers eine Kraftübertragungsleiste längs der Innenkante des L-förmigen Querschnittes aufbringbar ist, wobei in jeder der einander zugekehrten Flächen der Kraftübertragungsleisten eine Achse angeordnet ist, an der dem Keil bzw. Keilstumpf zugekehrten Ringwälzlager montiert sind. Die Erfindung bringt folgende Vorteile mit sich: - Die Kraftübertragungsleisten sind mechanisch einfach auszuführen, sind leicht in die Kerbe des Probekörpers einzulegen und ohne Justierarbeit ist der Keil auf die Ringwälzlager einzusetzen, da die Ringwälzlager bereits richtig positioniert sind. Auf Grund der Kraftübertragung über Ringwälzer handelt es sich nun um Rollreibung und diese ist nun so klein, sodaß sie vernachlässigt werden kann. - Bei dieser Lastungseinleitungsvorrichtnng tritt keine Verschiebung des Kraftangriffspunktes auf den Kraftübertragungsleisten auf. - Der Kraftfluß (Kraftübertragung) ist kompakt und erfolgt nahezu auf dem kürzest möglichen Weg von Keil auf den Probekörper. Die Ringwälzlagerachsen haben keine Bereiche ohne Auflage (Abstützung) und können daher durch Biegespannungen nur sehr wenig elastische Energie im belasteten Zustand speichern. Diese Art der Kraftübertragung verringert daher die Steifigkeit der Keilbelastungseinrichtung nicht wesentlich. Diese Art der Lasteinleitungsvorrichtung eignet sich zur Prüfung aller Arten von Werkstoffen (z. B. zementgebundene Werkstoffe, Keramiken, Holz und holzverwandte Werkstoffe, Metalle und Legierungen, Fels, Mineralstoffe, Kunststoffe, faserverstärkte Werkstoffe). Ebenso kann die Lasteinleitungsvonichtung zur Prüfling von Werkstoffverbunden und alle Arten von Verbindungstechniken von Werkstoffen und Bauteilen (Klebevarbindung, Schweißungen, Plattierungen usw.) eingesetzt worden. Durch die erfindungsmäßige Anordnung der Ringwälzlager in den Kraftübertragungsleisten bleibt ausreichend Raum an den Endoi der Leisten bzw. Enden der Kerbe beiderseits des Probekörpers zur Anbringung von Wegaufnehmer (z. B. Rißöffnungsmesser) in der Höhe der Kraftangriffslinie am Probekörper. Zwei Wegaufnehmer (z. B. Rißöffnungsmesser) an beiden Enden der Kobe sind für die Beurteilung der Prüfung von großer. Wichtigkeit. Durch die beidseitige Messung kann entschieden werden, ob die Rißausbreitung gleichzeitig an allen Stellen des Kerbgrundes begonnen und sich in einer geraden Rißfront ausgebreitet hat. Ist dies nicht der Fall, so würden die beiden Rißöffnungsmesser unterschiedliche Werte anzeigen. (Nur ein Rißöffnungsmesser in der Längs-Mitte der Kerbe des Probekörpers ist daher nicht ausreichend). -2- 60

Claims (3)

1. AT396997B Bei der Ausführung der Kraftübertragungsleisten kann die Nut zur Aufnahme der Welle durch eine Bohrung ersetzt werden. Unter Ringwälzlager wird ein Sammelbegriff für Kugellager, Rollenlager, Nadellager, Käfigrollenlager usw. verstanden. 5 Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Beispiele näher erläutert Es zeigt die Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsmäßigen Lasteinleitungsvorrichtung, die in die Kerbe eines würfelförmigen Probekörpers eingelegt ist und durch einen Keil belastet wird. Fig. 2 zeigt im Schrägriß einen Teil einer Kraftübertragungsleiste mit eingebauter Achse und zwei eingebauten Ringwälzlagem. 10 In Fig. 1 ist auf eine Unterlage (1) die Rippe (2) und darauf der Prüfkörper (3) übereinander gelegt In die Kerbe (4) des Prüfkörpers (3) werden die beiden Kraftübertragungsleisten (5) eingelegt In die sich bildende Öffnung, die durch die Ringwälzlager (6) vorgegeben wird, ist der Keil (7) eingesetzt Auf den Keil (7) wirkt von oben die Kraft (8), die durch eine Prüfmaschine aufgebracht werden kann. Diese Kraft (8) wird über den Keil (7) auf die Ringwälzlager (6) und über die Achsen (10) auf die Kraftübertragungsleisten (5) auf den 15 Probekörper übertragen. In Fig. 2 ist die Kraftübertragungsleiste (5) winkelförmig ausgeführt. In die Nut (9) der Kraftübertragungsleiste (5) ist die gemeinsame Achse (10) für die Ringwälzlager (6) eingelegt Ausnehmungen (11) in der Kraftübertragungsleiste (5) erlauben eine bewegliche Aufnahme der Ringwälzlager (6). 20 PATENTANSPRÜCHE 25 1. Lasteinleitungsvorrichtung für mit einer Kerbe versehene Probekörper, bestehend aus einer Kraftübertragungsvorrichtung zur Einleitung der Kraft in den Probekörper und einem mit dieser 30 zusammenwirkenden Keil bzw. Keilstumpf, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftübertragungseinrichtung (5) als Kraftübertragungsleiste mit L-förmigem Querschnitt ausgebildet ist, sodaß auf jede der oberen Kanten der Kerbe (4) des Probekörpers (3) eine Kraftübertragungsleiste (5) längs der Innenkante des L-förmigen Querschnittes aufbringbar ist, wobei in jeder der einander zugekehrten Flächen der Kraftübertragungsleisten (5) eine Achse (10) angeordnet ist, an der dem Keil bzw. Keilstumpf (7) zugekehrte Ringwälzlager (6) 35 montiert sind.
2. 2. Lasteinleitungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Kraftübertragungsleiste (5) wenigstens eine Nut (9) zur festen Aufnahme einer Achse (10) ausgebildet ist, die von Ausnehmungen (11) zur Aufnahme von beweglichen Ringwälzlagem (6) durchsetzt ist. 40
3. 3. Lasteinleitungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Kraftübertragungsleiste (5) wenigstens ein Ringwälzlager (6) auf einer Achse (10) angeordnet ist 45 Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-