Vorrichtung zur Messung der Druckkraft von hydraulischen Pressen Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung der Druckkraft von hydrau lischen Pressen, insbesondere solchen, die zur Mate rialprüfung verwendet werden. Die bekannten Ma schinen dieser Art sind im allgemeinen mit einem stopfbüchsenlosen Kolbensystem ausgerüstet, und die Messung des hydrostatischen Druckes wird gewöhn lich mittels eines Pendelmanometers vorgenommen. Das Kolbensystem arbeitet nur zufriedenstellend un ter der Voraussetzung, dass der Kolben und der Zylin der gehärtet und genau eingeschliffen sind, so dass sie satt aufeinander passen.
Unter gewissen Verhältnis sen, besonders für grösseren Kolbenhub, bereitet das Einschleifen sehr erhebliche Schwierigkeiten.
Um diesen Nachteil zu vermeiden, sind andere hydraulische Pressen mit zwei verschiedenen hydrau lischen Systemen versehen worden, das eine zur Er zeugung des Druckes und der Bewegung und das andere für die Messung. Das erstere besteht aus einem Kolben und einem Zylinder herkömmlicher Bauart, die zur Abdichtung mit Packungen versehen sind, und das letztere aus einer Druckdose, welche die Reak tionskraft vom Arbeitskolben zusammen mit einem Bourdon-Manometer aufnimmt, auf dem der Druck direkt oder indirekt abgelesen werden kann. Bei die ser Anordnung liegen die Unzulänglichkeiten haupt sächlich beim Bourdon-Manometer, welches bekannt lich gegenüber äusseren Einflüssen, z. B. diejenigen der Temperatur usw., sehr empfindlich ist.
Das eine Druckdose verwendende System muss geschlossen sein, weshalb das Pendelmanometer, wel ches am Kolben herum undicht ist, nicht verwendet werden kann.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Hilfskolben durch die Wirkung der Druckkraft des Arbeitskolbens in seinem Hilfs- zylinder verschiebbar ist, welch letzterer einerseits mit einem Druckmessinstrument verbunden und ander seits an ein Druckflüssigkeitssystem angeschlossen ist, das mit einer Reguliervorrichtung zur Veränderung des Flüssigkeitsdruckes im Hilfszylinder in Abhängig keit von der Verschiebung des Hilfskolbens relativ zu einer Bezugsstellung desselben ausgerüstet ist.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird nach stehend anhand eines in der beiliegenden Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Die hydraulische Presse weist einen Arbeitszylin der 1 und einen darin unter der Wirkung einer Druck flüssigkeit verschiebbaren Arbeitskolben 2 auf, der auf das Werkstück 3 einwirken kann. Eine Packung 19 ist zwischen dem Kolben und der Zylinderwan dung eingesetzt, um in bekannter Weise den Innen raum des Zylinders abzudichten. Die Druckflüssigkeit wird von einer Druckflüssigkeitsquelle durch eine Leitung 4 in den Zylinder 1 gespeist. Da nicht die Presse an sich den Gegenstand der Erfindung bildet, sind diese Quellen wie auch andere konstruktive Ein zelheiten der Presse, die für die Funktion derselben erforderlich sind, in der Zeichnung nicht gezeigt.
Der Arbeitszylinder 1 weist aussenseitig an seiner unteren Stirnwand einen abgerundeten Vorsprung 5 auf, mit welchem er auf einem Hilfskolben 6 in einer entsprechend ausgerundeten Vertiefung 20 desselben abgestützt ist. Der Hilfskolben -6 ist in einem Hilfs- zylinder 7 verschiebbar, in welchem ein Ventilsitz 9 eingesetzt ist, der mit einem am Hilfskolben befestig ten Ventilschliesskörper 8 zusammenwirkt. Das Ventil 8, 9 stellt die Verbindung des Innenraumes 10 des Hilfszylinders mit einer Druckflüssigkeitsleitung 11 her, welche von der Druckflüssigkeitsleitung 4 ab zweigt.
Sie könnte jedoch ebensogut an ein separa tes Druckflüssigkeitssystem angeschlossen sein. Fer ner ist der Innenraum 10 des Hilfszylinders über eine Leitung 12 mit einem Pendelmanometer bekannter Bauart verbunden, das in der Zeichnung schematisch gezeigt ist und einen Zylinder 13 für die Druckflüs sigkeit, einen im Zylinder verschiebbaren Kolben 14 und ein Gestängesystem 15 aufweist, über welches der Kolben 14 einen ein Gegengewicht 16 tragenden Schwenkarm 17 bewegen kann, mittels dessen Bewe gung ein Zeiger 18 betätigt wird.
Die Skala 18' des Pendelnanometers ist so eingeteilt, dass sie den Aus schlag des Zeigers 18 entsprechend dem im Innen raum 10 des Hilfszylinders herrschenden Druck an zeigt, welcher von der vom Arbeitszylinder 1 auf den Hilfskolben 6 ausgeübten Kraft Q abhängt, was an schliessend eingehender erläutert wird.
Die Druckfläche des Hilfskolbens 6 ist etwas grö sser als diejenige des Arbeitskolbens 2, beispielsweise etwa 20 /n, wodurch der Hilfskolben imstande ist, eine der Kraft Q des Arbeitszylinders 1 mit gleicher Grösse entgegenwirkende Reaktionskraft abzugeben, auch wenn der Druck im Hilfszylinder geringer ist als derjenige im Arbeitszylinder.
Wenn beispielsweise wie dargestellt eine Druckflüssigkeit vom gleichen Druck sowohl in den Hilfszylinder als auch in den Arbeitszylinder gespeist wird, so wird dieser Druck beim Durchströmen der Ventile 8, 9 in Abhängigkeit der Grösse der Ventilöffnung auf einen Druck redu ziert, der kleiner ist als derjenige des Druckflüssig keitssystems. Da die Fläche des Hilfskolbens grösser ist als diejenige des Arbeitskolbens, so kann trotzdem durch eine entsprechende Öffnung des Ventils ein Gleichgewicht erzielt werden, so dass der Hilfskolben eine Kraft ausübt, die gleich der Reaktionskraft des Pressenkolbens ist, so dass sich der Hilfskolben nicht bewegt.
Wenn anschliessend die Druckkraft P des Ar beitskolbens erhöht wird, so bewegt sich der Hilfskol ben in einer solchen Richtung, dass die Öffnung des Ventils 8, 9 vergrössert wird, wodurch der Druck im Hilfszylinder auf einen Wert steigt, bei dem der Hilfs kolben die Druckkraft des Arbeitszylinders ausgleicht. Bei einer Verminderung der Druckkraft des Arbeits zylinders wird der Hilfskolben in der entgegengesetz ten Richtung bewegt, wodurch die Öffnung des Ven tils 8, 9 verkleinert wird, bis der Druck genügend gesunken ist, um das Gleichgewicht wieder herzustel len.
Infolgedessen wird der Druck im Hilfszylinder immer proportional zur Druckkraft P des Arbeitskol bens sein.
Der Hilfskolben wie auch das Pendelmanometer weisen natürlich einen gewissen Leckverlust auf, der eine dauernde Zufuhr von Druckflüssigkeit in der richtigen Menge notwendig macht. Nur weil dies bei der beschriebenen Vorrichtung automatisch geschieht, ist es möglich, als Pendelmanometer ein Instrument zu verwenden, das denjenigen überlegen ist, die ohne Leckverlust arbeiten.
Die Vorrichtung kann natürlich auch an einer hydraulischen Presse zur Erzeugung einer Zugkraft P, beispielsweise zur Prüfung der Zerreissfestigkeit von Werkstoffmustern, angewandt werden. In diesem Fall ist am Arbeitskolben 2 ein Rahmen 21 befestigt, der sich beidseitig vom Arbeitskolben und Hilfskolben entlang und über letzteren hinaus erstreckt und an einer unteren Traverse, welche die den Arbeitskolben gegenüberliegende Rahmenseite bildet, mit einem Be festigungsorgan 22 versehen ist, welchem gegenüber ein Befestigungsorgan 23 am Pressenrahmen 24 an geordnet ist, wobei zwischen diese beiden Organe ein Werkstoffprüfling eingesetzt werden kann.
Da die Bewegung des Hilfskolbens 6 äusserst klein ist und nur gerade ausreicht, um die Ventilöffnung zu regulieren, ist der Hilfskolben kurz, was ein genaues Einschleifen des Kolbens im Zylinder ermöglicht. In folgedessen ist der Druck im Hilfszylinder praktisch nur von der Stellung des Ventils 8, 9 abhängig, also von der Reibung und der Güte der Passung unab hängig.