Anordnung an einer mechanischen Prüfmaschine zur elektrischen Messung und Regelung
Die Erfindung betrifft eine Anordnung an einer mechanischen Prüfmaschine zur elektrischen Messung der Amplitude von in elektrische Schwingungen umgewandelten statischen und/oder dynamischen mechanischen Grössen und zur elektrischen Regelung der Prüfmaschine, mit einer Messbrückenschaltung nach der Kompensationsmethode.
Bei der Messung und der Regelung der Kräfte, Verformungen usw. bei dynamischen Werkstoff-Prüfmaschinen oder dergleichen wird immer der Spitzenwert der Belastung herangezogen. Anordnungen, die zur Messung bzw. Regelung verwendet werden, bestehen bisher meist aus elastischen Körpern, die sich unter der Belastung im elastischen Bereich verformen und die entsprechend der Verformung ein optisches System, z. B. einen Spiegel, betätigen. Von diesem wird sodann ein Lichtzeiger periodisch bewegt.
Bei schnellverlaufenden dynamischen Belastungen entsteht dann ein Lichtband, aus dem die Spitzenkräfte bestimmt werden können.
Eine andere bekannte Anordnung besteht bei hydraulischen Prüfmaschinen darin, dass bei den jeweiligen Spitzenbelastungen kurzzeitig ein Manometer durch ein synchron mit der Prüffrequenz betätigtes Ventil mit dem Druck verbunden wird, der - auf den Prüfzylinder wirkt.
Weiterhin sind Anordnungen bekannt, die auf elektrischer Basis mit Widerstandsgebern, Induktivgebern oder Kapazitivgebern arbeiten. Meist wird hierbei eine Brückenschaltung verwendet und nach der Kompensationsmethode gearbeitet. Die Brückenschaltung wird auf einen Spitzenwert abgestimmt, was an einem Kathodenstrahl-Oszillographen optisch überwacht werden kann.
Die Anordnungen nach der Kompensationsmethode zeichnen sich dadurch aus, dass die Messgenauigkeit sehr gross ist und dass z. B. Schwankungen in der Speisespannung sowie Anderungen in der Verstärkung das Messergebnis und die Messgenauigkeit nicht beeinflussen. Massgebend für die Genauigkeit ist nur der Messwertgeber und das Kompensationselement, z. B. ein Kompensationswiderstand.
Bei den bisher bekannten Verfahren dieser Art wird jeweils entweder die obere Kraftspitze oder die untere Kraftspitze gemessen, wobei es natürlich möglich ist, die beiden Werte der Ober- und Unterkraft nacheinander zu bestimmen. Oft ist es jedoch erforderlich, dass beide Kraftgrenzen gleichzeitig gemessen werden müssen. Dies ist besonders der Fall, wenn die Prüfmaschine geregelt werden muss und dabei die Mittelkraft und der dynamische Kraftanteil konstant gehalten werden sollen, oder wenn nach einem bestimmten Programm gesteuert werden soll.
Es ist Zweck der Erfindung, eine Anordnung zu schaffen, mit der die Amplituden der Ober- und der Unterkraft gleichzeitig nach der Kompensationsmethode gemessen werden können. Dies wird dadurch erreicht, dass ein synchron mit der Frequenz der Schwingungen gesteuerter Schalter wechselweise bei jeder positiven bzw. negativen Halbwelle der Schwingungen Kompensationsmittel für positive bzw. für negative Halbwellen in die Messbrücke einschaltet.
Als Kompensationsmittel können je nach Art der die Amplituden in entsprechende elektrische Grössen umwandelnden Messwertgeber in an sich bekannter Weise einstellbare Widerstände, Induktivitäten oder Kapazitäten oder dergleichen verwendet werden.
Die Fig. 1-11 zeigen schematische Ausführungsbeispiele der Erfindung.
In Fig. 1 ist eine dynamische Prüfmaschine mit Mittellastverstellung mit den wichtigsten Bauelemen ten dargestellt. Die Verbindungen zu dem in Fig. 2 dargestellten Mess-, Steuer- und Regelgerät sind angedeutet.
In Fig. 3 ist die Vorder- und Rückseite des Dynamometers der Fig. 1 mit den auf diesem befestigten Dehnungsmessstreifen dargestellt.
Die Fig. 4 zeigt einen hydraulisch angetriebenen Langsamantrieb, der statt dem in Fig. 1 gezeigten dynamischen Antrieb mit Mittellastverstellung verwendet werden kann.
Die Fig. 5 zeigt schematisch eine Schaltung des elektrischen Teiles zum Messen und Regeln der dynamischen Prüfkräfte.
Die Fig. 6 zeigt die Anwendung eines Digital Potentiometers, und
Fig. 7 eine mit Lochstreifen betätigte Steuerung hierzu.
Die Fig. 8-11 zeigen den Verlauf der dynamischen Wechselkräfte, der Steuer- und Signalspannungen.
Die in Fig. 1 gezeigte Prüfmaschine 10 ist mittels Gummifüssen 11 schwingungsisoliert auf einem Fundament aufgestellt. An der rechten Seite befindet sich ein Antriebsmotor 12 zur Verstellung der statischen Mittellast. Dieser Motor 12 ist über die Zahnräder 13 und 14 mit einer Spindel 15 verbunden.
Je nach Drehrichtung des Motors 12 wird die Spindel 15 entweder nach rechts oder nach links verschoben. Die Spindel 15 ist über die Mittelkraftfeder 16 mit dem Flansch 17 verbunden. In Abhängigkeit von der Verschiebungsrichtung der Spindel 15 wird auf den Flansch 17 ein statischer Druck oder ein Zug wirksam. Der Antriebsmotor 12 ist über die Leitung 18 mit dem in Fig. 2 dargestellten Regelgerät verbunden. Ferner ist an der rechten Seite der Prüfmaschine 10 der Antriebsmotor 19 zur Erregung der dynamischen Schwingungen angeordnet. Der Motor 19 ist über eine biegsame Welle 20 mit einem Fliehkraftregler 21 verbunden. Die von dem Flieh kraftregler 21 erregten Resonanz-Schwingkräfte werden über die Schwingkraftfeder 22 auf den Flansch 17 übertragen.
Die Schwingfeder 22 ist über spiel- und reibungsfreie Federgelenke 23 gegen über dem Bett der Prüfmaschine 10 abgestützt.
Die Federgelenke 23 sind an dem Flansch 17 und an dem Flansch 24 befestigt. Der Antriebsmotor 19 ist über die Leitung 25 mit dem in Fig. 2 dargestellten Regelgerät verbunden. An dem Motor 19 ist ferner ein Impuls aufnehmer 26 zur Drehzahlmessung vorgesehen. Dieser Impulsaufnehmer kann aus einem Kontakt bestehen, der von einem an der Motonvelle befestigten Nocken bei jeder Umdrehung betätigt wird. Der Impulsaufnehmer 25 ist über die Leitung 27 mit dem in Fig. 2 dargestellten Gerät verbunden. An der linken Seite der Prüfmaschine 10 ist eine Spindel 28 drehbar gelagert.
Mit Hilfe dieser Spindel wird die Länge des jeweiligen Prüfkörpers eingestellt. Zur Verstellung der Spindel dient das Handrad 29. An dem anderen Ende der Spindel 28 ist das Dynamometer 30 befestigt. An zwei gegenüberliegenden Flächen sind die Messstreifen 31 bis 34 befestigt (vgl. Fig. 3). Anstelle des Dehnungsmessstreifens können auch induktive oder kapazitive Verl agerungsgeber vorgesehen werden.
Das Dynamometer ist mit einer Abdeckung 35 versehen. Zwischen dem Dynamometer 30 und dem Flansch 17 wird der Prüfkörper 36 eingespannt. Die Messstreifen 31-34 sind über die Leitung 37 mit dem in Fig. 2 dargestellten Gerät verbunden.
Das in Fig. 2 dargestellte Gerät besteht aus dem Messteil 38 und dem Regelteil 39. In dem Messteil 38 sind die Kompensationspotentiometer zum Abgleich auf Ober- oder Unterkraft eingebaut. Das Potentiometer für Abgleich auf Unterkraft wird mittels des Drehknopfes 40 und das Potentiometer zum Abgleich auf Oberkraft mittels des Drehknopfes 41 eingestellt. Über den Schalter 44 wird der gewünschte Verstärkungsfaktor eingestellt. Vor der Messung muss die Brücke auf Null abgeglichen werden. Dies erfolgt mittels der Drehknöpfe 42 und 43.
Der Schwingungsverlauf der auf den Prüfkörper 36 einwirkenden dynamischen Kräfte wird mit Hilfe des Kathodenstrahl-Oszillographen 45 sichtbar gemacht.
In dem Regelgerät 39 sind die Differentialrelais 46 und 47 eingebaut. Das Differentialrelais 46 dient zur Regelung des dynamischen Antriebs, während das Differentialrelais 47 zur Regelung des statischen Antriebs, d. h. zur Verstellung der Mittelkraft benutzt wird. Mit Hilfe des Schalters 48 kann die Regelgeschwindigkeit verändert werden.
Wie aus Fig. 3 zu ersehen ist, ist die Ausgangsklemme 49 mit der Klemme 53 des Dehnungsmessstreifens 31 und mit der Klemme 54 des Dehnungsmessstreifens 34 verbunden. Die Ausgangsklemme 50 ist mit der Klemme 55 des Dehnungsmessstreifens 31 und mit der Klemme 56 des Dehnungsmessstreifens 32 verschaltet. Die Ausgangsklemme 51 ist mit der Klemme 57 des Dehnungsmessstrei- fens 33 und mit der Klemme 58 des Dehnungsmessstreifens 34 verbunden. Die Ausgangsklemme 52 ist mit der Klemme 59 des Dehnungsmessstreifens 33 und der Klemme 60 des Dehnungsmessstreifens 34 verschaltet. In Fig 5 sind die gleichen Klemm-Bezeichnungen verwendet worden, um die Wirkungsweise der Dehnungsmessstreifen besser erläutern zu können.
Die Fig. 4 zeigt einen hydraulisch betätigten Langsamantrieb. Der Kolben 61 befindet sich innerhalb des Zylinders 62 und ist über die Kolbenstange 63 mit dem Flansch 17 (vgl. Fig. 1) verbunden. In der gezeigten Stellung des Ventils 64 wird die Flüssigkeit 65 mittels der Pumpe 66 in den rechten Teil des Zylinders 62 gepresst, so dass sich der Kolben nach links bewegt. Die in dem linken Teil des Zylinders 62 befindliche Flüssigkeit fliesst über die Leitung 67 in den Auffangbehälter 68 zurück. Das Ventil 64 wird mit Hilfe der Spulen 69 und 70 verstellt. Diese Spu len sind über die Leitung 130 mit dem Regelgerät 39 verbunden.
Die Fig. 5 zeigt schematisch die Schaltung des Messgerätes 38 und des Regelgerätes 39. Die aus den Dehnungsmessstreifen 31, 32, 33, 34 bestehende Brücke 71 wird von dem Oszillator 172 gespeist. Der Ausgang des Oszillators ist mit den Klemmen 49 und 51 der Brücke 71 verbunden. Für den Oszillator kann eine beliebige Schaltung verwendet werden.
Die Oszillatorfrequenz kann z. B. etwa 5 kHz betragen. Die Klemme 52 ist mit dem Messumschalter 72 verbunden. Der Messumschalter 72 besteht aus der Kontaktzunge 73 und den Kontakten 74 und 75. Die Kontaktzunge 73 schwingt in dem Magnetfeld eines Dauermagneten 76 und innerhalb der Spule 77. Je nach der Richtung des in der Spule 77 fliessenden Stromes schliesst die Kontaktzunge 73 entweder den Kontakt 74 oder den Kontakt 75. Mit dem Kontakt 73 ist das Kompensationspotentiometer 78 für Ah gleich auf Unterlast verbunden. Dieses Potentiometer 78 wird mit Hilfe des Drehknopfes 40 eingestellt.
Der Kontakt 75 ist mit dem Mittelabgriff des Kompensationspotentiometers 79 für Abgleich auf Oberlast verbunden. Dieses Potentiometer wird mit Hilfe des Drehknopfes 41 eingestellt. Die Spule 77 ist über die Leitung 80 mit dem Signalverstärker 81 verbunden. Ausserdem ist an diesem Verstärker 81 über die Leitung 82 der Messumschalter 83 angeschaltet. Der Messumschalter 83 ist in ähnlicher Weise aufgebaut wie der Messumschalter 72. Je nach der Richtung des durch die Spule 84 fliessenden Stromes wird die Kontaktzunge 85 mit dem Kontakt 86 oder Kontakt 87 verbunden. Zwischen den Klemmen 49 und 51 der Brücke 71 sind die Abgleichkondensatoren 88 und 89 und die Abgleichwiderstände 90, 91 und 92 vorgesehen. Mit Hilfe dieser Widerstände und Kondensatoren, deren Mitte mit Klemme 50 verbunden ist, wird die Brücke vor der Messung auf Null abgeglichen.
Der Null-Abgleich erfolgt mittels der an der Vorderseite des Messgerätes 38 angeordneten Bedienungsknöpfe 42 und 43. Die Klemmen 50 und 52 der Brücke 71 sind mit dem Eingang 93 des Verstärkers 94 verbunden. Der Verstärker ist schematisch dargestellt. Es kann jeder Trägerfrequenzmessverstärker benutzt werden. Derartige Verstärker sind aus der Messtechnik mit Dehnungsmessstreifen hinreichend bekannt. Es sei an dieser Stelle noch darauf hingewiesen, dass die Klemme 52 der Brücke 71 geerdet ist.
Der Ausgang des Verstärkers 95 ist mit dem Demodulator 96 und dem Kathodenstrahl-Oszillographen 97 verbunden. Auf dem Schirmbild der Braunschen Röhre wird der demodulierte Schwingungsverlauf sichtbar gemacht. Die von dem Demodulator 96 abgegebenen Steuerspannungen werden über den Messumschalter 83 in Abhängigkeit von der Stellung der Kontaktzunge 85 entweder über die Leitung 98 dem Steuergerät 99 und der Regeleinheit 100, oder über die Leitung 101 dem Steuergerät 102 und der Regeleinheit 103 zugeleitet. Die Geräte 99 und 100 sind für die Steuerung der Oberlast ind die Geräte 102 und 103 für die Steuerung der Unterlast vorgesehen. Die Steuergeräte 99 und 102 sind über die Leitung 104 mit dem Oszillator 172 verbunden.
In Abhängigkeit von der über die Leitung 104 zugeführten Oszillatorsparmung und der über die Leitungen 98 und 101 zugeführten Signalspannungen werden über die weiterführenden Leitungen 105 und 106 die Differentialrelais 46 und 47 beeinflusst. Über den Kontakt 107 wird der Steuermotor 108 entweder an die Plus- oder Minuskiemme angeschaltet. Hierdurch ändert sich seine Drehrichtung und der Widerstand 109 in der Zuführung für die Feldwicklung des Antriebsmotors 19 für die dynamische Belastung wird verändert. Hierdurch wird die Motordrehzahl und die dynamische Last am Prüfkörper 36 geändert. Über den Kontakt 110 wird in ähnlicher Weise der Motor 12 für die Erzeugung der Mittelkraft verstellt.
Die Schalter I, II, III, IV und V werden betätigt, wenn ein Langsamantrieb, beispielsweise ein hydraulischer Antrieb benutzt wird. Uber den Kontakt II wird der Widerstand 111 eingeschaltet. Dieser Widerstand dient zur Einschaltung eines bestimmten Vorhalt. Hierdurch wird die Laufzeit zwischen der Impulsgabe zur Umsteuerung des hydraulischen Antriebs bis zum Wirksamwerden der Umsteuerung berücksichtigt. Der Widerstand 111 kann mittels des Stellmotors 112 eingestellt werden. Der Stellmotor 112 wird von der Regeleinheit 100 beein- flusst. Ist die erreichte Last grösser als die gewünschte, so wird mit Hilfe der Regeleinheit 100 der an dem Widerstand 111 eingestellte Vorhalt verändert.
An der Regeleinheit 103 für Unterlast ist ebenfalls ein Stellmotor 113 zur Verstellung des Widerstandes 114 vorgesehen. Über den Kontakt IV wird der Kontakt 110 mit dem Koppelglied 107 verbunden. Dieses Koppelglied (beispielsweise ein Widerstands-Kondensatorglied) ist über den Schalter I mit dem Verstärker 81 verbunden.
Die Fig. 6 zeigt den Aufbau eines Digitalpotentiometers. Dieses Potentiometer kann anstelle der Drehpotentiometer 78 oder 79 in Fig. 5 verwendet werden. Die Klemme 120 ist mit der Klemme 49 in Fig. 5 und die Klemme 121 mit der Klemme 51 verbunden. Die Klemme 122 führt zum Kontakt 75 des Messumschalters 72. Hierbei ist angenommen, dass das Potentiometer 79 durch das Digitalpotentio- meter der Fig. 6 ersetzt wird. Wird das Potentiometer 78 ebenfalls durch ein Digitalpotentiometer ensetzt, so ist eine der Klemme 122 entsprechende Klemme mit dem Kontakt 74 des Messumschalters 72 zu verbinden. Das Digitalpotentiometer ist nur schematisch dargestellt. Eis wird betätigt durch die in Fig. 7 gezeigte Lochstreifensteuerung.
Statt der Lochstreifensteuerung kann natürlich auch eine Betätigung von Hand oder mittels Lochkarten, Magnetbändern oder dergleichen erfolgen. Der Lochstreifen 123 wird in der durch den Pfeil 124 gekennzeichneten Richtung bewegt. In der gezeigten Stellung erhalten die Kontaktbürsten 125 und 127 Spannung, so dass die Relais Rj und Rs anziehen. Die Kontakte i: und r3 öffnen, während die Kontakte rtb und r, b schliessen.
Zwischen der Klemme 120 und der Klemme 122 sind dann die Widerstände 1 und 3 und zwischen der Klemme 122 und der Klemme 121 die Widerstände 2 und 6 eingeschaltet. Bei einer anderen Einstellung wird beispielsweise das Relais Rt und R6 erregt. Es öffnen in diesem Fall die Kontakte roa und ria und die Kontakte rtb und r6b werden geschlossen. Zwischen den Klemmen 120 und 122 sind jetzt die Wi derstände 1 und 6 und zwischen den Klemmen 121 und 122 die Widerstände 2 und 3 eingeschaltet.
Wie in Fig. 6 angedeutet, kann das Digitalpotentiometer nach oben und unten erweitert werden. Die Erweiterung muss in bekannter Weise spiegelbildlich erfolgen.
In der Fig. 8 sind verschiedene Oszillogramme, wie sie mit Hilfe eines Kathodenstrahloszillographen sichtbar gemacht werden, dargestellt. Der Schwingungsverlauf der Fig. 8 entspricht der auf den Prüfkörper 36 wirkenden dynamischen Kräfte. Der Spannungsverlauf, Fig. 8a, kann unter der Voraussetzung, dass die Kompensationspotentiometer 78 und 79 nicht eingeschaltet sind, an den Klemmen 50 und 52 der Messbrücke 71 abgenommen werden.
Wird nur das Kompensationspotentiometer für Unterlast eingeschaltet und auf die maximale Unterkraft kompensiert, so ergibt sich der in Fig. 8b gezeigte Spannungsverlauf. Wird mit t0 der Beginn der Schwingung in Fig. 8 bezeichnet und mit tj das erste Maximum, mit t2 der erste Nulldurchgang und tl das zweite Maximum, so ist bei Abgleich auf Unterlast im Zeitpunkt t1 die auf dem Oszillographen sichtbare Anzeige gleich 0. Das heisst, die Grösse der Lastamplitude entspricht dem am Kompensationspotentiometer 78 eingestellten und gewünschten Wert.
Zum Zeitpunkt t3 ist die angezeigte Amplitude am grössten. In Fig. 8c sind die Verhältnisse umgekehrt, da hier angenommen ist, dass nur das Kompensationspotentiometer 79 für Abgleich der Oberlast eingeschaltet ist. Im Zeitpunkt t1 ist die auf dem Kathodenstrahloszillographen sichtbare Amplitude am grössten und erreicht im Zeitpunkt ta die Nullinie.
Werden nun beide Kompensationspotentiometer 78 und 79 periodisch eingeschaltet und im Zeitpunkt t2, d. h. bei jedem Nulldurchgang der dynamischen Kraft, umgeschaltet, so ergibt sich der in Fig. 8d gezeigte Spannungsverlauf. Während der Zeit Tj ist das Kompensationspotentiometer für Unterlast und während der Zeit T2 das Kompensationspotentiometer für Oberlast über den Messumschalter 72 an die Brücke 71 angeschaltet. Wird im Zeitpunkt t1 oder t3 die Nullinie nicht erreicht, so ist dies ein Zeichen dafür, dass die dynamische Wechselkraft dem gewünschten Wert nicht entspricht. Bs lässt sich daher an dem Oszillographen die richtige Wirkungsweise der Prüfmaschinenregelung in einfacher Weise überwachen.
Die in Fig. 8d dargestellte Schwingung wird mit Hilfe des Demodulators 96 gleichgerichtet. Es ergibt sich eine Steuerspannung mit dem in Fig. 8e dargestellten Verlauf. Die Steuerspannungen für Oberund Unterlast werden mit Hilfe des Messumschalters 83 über getrennte Leitungen den Regel- und Steuergeräten zugeleitet. Die Steuerspannung der Fig. 8f zur Steuerung der Unterlast wird beispielsweise über Kontakt 87 und die Leitung 101 dem Steuergerät 102 und der Regeleinheit 103 zugeführt, während die in Fig. 8g dargestellte Signalspannung für Oberlast über die Leitung 98 dem Steuergerät 99 und der Regeleinheit 100 zugeführt wird. Die Steuerspannungen können im Steuergerät mit einer Trägerfrequenz überlagert werden, so dass sich der in Fig. 8h dargestellte Spannungsverlauf ergibt.
Diese Steuerspannung wird anschliessend im Steuergerät 99 bzw. 102 gleichgerichtet und die in Fig. 8i dargestellten Steuerspannungen werden dem Differentialrelais 46 bzw. 47 zur Regelung der Antriebssysteme zugeführt.
Bei Prüfmaschinen, bei denen eine Nachregelung des Vorhaltes nicht erforderlich ist, können die Regelgeräte 100, 103, die Stellmotoren 112, 113 und die von diesen verstellten Widerstände 111 und 114 entfallen.
Die Fig. 8-8i zeigen den Kraftverlauf und die Spannungsverläufe an verschiedenen Stellen der Messund Regeleinrichtung beim Schnellbetrieb (Resonanzantrieb) der Prüfmaschinen. Eine derartige Maschine ist in Fig. 1 dargestellt. Wie bereits erwähnt, erfolgt hierbei die Umschaltung von einem Kompensationspotentiometer auf das andere und die Umschaltung von den Steuer- und Regelgeräten für Oberlast sowie für Unterlast vorzugsweise im Zeitpunkt t3 d. h. beim Nulldurchgang der Wechselkraft.
Bei einer Maschine mit Langsamantrieb, beispielsweise einer mit hydraulischem Antrieb, ist die Zeit zwischen zwei Maxima nicht immer konstant, sondern hängt von der Differenz zwischen Unter- und Oberlast ab. Daher wird bei diesen Anlagen die Umschaltung zu einem konstanten Zeitpunkt nach Erreichen der eingestellten Kraft bzw. nach Aus- lösung des Umsteuerimpulses erfolgen.
In Fig. 9 ist der Verlauf der dynamischen Kräfte und der von der Messbrücke erzeugten Messspannungen bei einer Prüfmaschine für Langsamantrieb dargestellt. Es ist hierbei angenommen, dass sowohl bei Ober- als auch bei Unterlast die gewünschten Werte fest eingestellt sind. Die Fig. 9a zeigt den Verlauf der dynamischen Kraft am Prüfkörper 36. Die Kraft erreicht im Zeitpunkt zt den gewünschten und vorher eingestellten Wert 201. Der Impuls zum Umsteuern des hydraulischen Antriebes muss jedoch bereits im Zeitpunkt z0 gegeben werden. Dieser Vorhalt wird mit Hilfe des Widerstandes 111 bzw. 114 eingestellt. Je nach der Betriebsart der Prüfmaschine kann der Wert fest eingestellt sein oder, wie in Fig. 5 dargestellt, über die Stellmotoren 112 und 113 ver ändert und der erreichten Kraft angepasst werden.
Nach Überschreiten der maximalen Kraft wird im Zeitpunkt zl der Impuls zum Umschalten der Messumschalter 72 und 83 gegeben. Der von dem Kontakt 110 über die Leitung 130 zu den Steuerspulen 69 und 70 (Fig. 4) des Ventils 64 ausgesandte Umsteuerimpuis wird gleichzeitig über die Leitung 131 zu dem Koppelglied 107 gegeben. In diesem Koppelglied 107 wird durch die vorhandenen Kondensatoren der Impuls verzögert an den Verstärker 81 weitergegeben, so dass die Umschaltung der Messumschalter 72 und 83 mit Sicherheit im Zeitpunkt z2 und nicht bereits im Zeitpunkt zj erfolgt.
Die Fig 9b und 9c entsprechen sinngemäss den Kurven 8b und 8c. Aus diesen beiden Kurven 9b und 9c ergibt sich der in Fig. 9d dargestellte Verlauf, wie er auf dem Kathodenstrahloszillographen sichtbar ist, wenn im Zeitpunkt z2 die Kompensationspotentiometer 78 und 79 mit dem Messumschalter 72 umgeschaltet werden. Wie bereits beschrieben, wird die Messspannung entsprechend der Fig. 9d in dem Gerät 96 demoduliert und über den Messumschalter 83 den Steuergeräten 99 und 102 zugeführt.
Die Fig. 9e zeigt den Verlauf der demodulierten Spannung. Der Betrag A, der den Zeitpunkt z0 für den Vorhalt bestimmt, wird durch die Potentiometer 111 bzw. 114 eingeregelt.
Die Fig. 10 zeigt ein Diagramm für einen Werk stoffprüfversuch, wobei bei jeder Umschaltung die Ober- und Unterkräfte neu, beispielsweise mittels eines Lochstreifens nach Fig. 7 eingestellt werden.
Die Fig. 10 und 11 zeigen den Kraftverlauf an einer Prüfmaschine, wie er z. B. durch eine lochstreifengesteuerte Programmeinrichtung gefahren werden kann.
Die Wirkungsweise der Anlage sei anhand einer Prüfung eines Werkstückes beschrieben.
Der Prüfkörper 36 wird, wie bei Fig. 1 bereits beschrieben, zwischen dem Flansch 17 und dem Dynamometer 30 befestigt. Mit Hilfe der Spindel 28 kann der Abstand zwischen dem Flansch 17 und dem Dynamometer auf die Länge des jeweiligen Prüfkörpers eingestellt werden. Nach Einschalten des Messund Regelgerätes wird mittels der Drehknöpfe 42 und 43 durch Verstellen des Abgleichwiderstandes 91 und der Abgleichkondensatoren 88 und 89 die Brücke auf Null abgeglichen. Als Null-Indikator kann der Kathodenstrahloszillograph 97 benutzt werden.
Die Schalter I bis V müssen beim Schnell antrieb die in Fig. 5 gezeigte Stellung haben. Mit Hilfe der Drehknöpfe 40 und 41 wird die Ober- und Unterlast an den Kompensationspotentiometern 78 und 79 eingestellt. Nach Einschalten der Motoren 12 und 19 werden infolge der Drehbewegung des Fliehkrafterregers 21 dynamische Prüfkräfte und durch das Getriebe 13/14 statische Prüfkräfte auf den Prüfkörper 36 ausgeübt. Wird der Prüfkörper 36 auf Zug beansprucht, so werden die Dehnungsmessstreifen 31 und 33 auf Zug, die Dehnungsmessstreifen 32 und 34 auf Druck beansprucht. Hierdurch wird die Brückenschaltung 71 verstimmt. Die durch diese Verstimmung hervorgerufene Messspannung wird über den Verstärker 94 dem Kathodenstrahl-Oszillogra phen 97 zugeführt und auf dessen Bildschirm 45 sichtbar gemacht.
Ausserdem wird diese Messspannung im Gerät 96 demoduliert und über den Messumschalter 83 entweder dem Regel und Steuergerät 99 und 100 bzw. dem Regel- und Steuergerät 102 und 103 zugeführt.
Wie bereits erwähnt, sind die Geräte 99 und 100 für die Regelung der Oberlast und die Geräte 102 und 103 für die Regelung der Unterlast vorgesehen.
Die von den Steuergeräten 99 und 102 erzeugten Steuerspannungen werden den Differentialrelais 46 und 47 zugeführt. Mit Hilfe der Kontakte dieser Relais wird sowohl der dynamische Antrieb als auch der statische Antrieb beeinflusst. Als statischer Antrieb wird die Verstellung der Mittellast mittels des Motors 12 bezeichnet. Nach Erreichen der durch die Potentiometer 78 und 79 eingestellten Lastgrenzen werden keine Regelspannungen in den Steuergeräten 99 und 102 erzeugt. Der auf dem Kathodenstrahloszillographen wiedergegebene Schwingungsverlauf entspricht dem in Fig. 8d dargestellten. Die von dem Impuls aufnehmer 26 entsprechend der Drehzahl des Antriebsmotors 19 aufgenommenen Impulse werden über die Leitung 27 dem Verstärker 81 zugeführt.
Die Impulse werden verstärkt und betätigen die MeB- umschalter 72 und 83.
Die Grösse der Schwingkraft ist abhängig von der jeweiligen Prüfmaschinenbauart. Bei einer Bauart beispielsweise kann die Schwingkraft von 2,5 bis 30 t und die Mittelkraft bis 30 t verstellt werden. Bei einer anderen Bauart kann die Schwingkraft von 8 bis 60 t und die Mittelkraft bis zu 72 t verändert werden. Die Frequenz der Lastspiele beträgt etwa 6000 Lastspiele/Minute und bei einer Bauart mit Langsamantrieb, bis zu 100 Lastspiele/Minute.
Bei Verwendung einer Prüfmaschine mit Langsamantrieb werden die Schalter I bis V betätigt. Die Einspannung des Prüfkörpers ist die gleiche, wie bei einer Prüfmaschine mit Schnellantrieb. Die Steuerung des Ventils 64 erfolgt wie bereits beschrieben über die Leitung 130 mittels der Differentialrelais 46 und 47. Ausserdem werden über die von der Leitung 130 abzweigende Leitung 131 über das Koppelglied 107 Impulse zu dem Verstärker 81 zur Betätigung der Messumschalter 72 und 83 gegeben.
Der Verlauf der erzeugten Kräfte wird mit Hilfe des Kathodenstrahl-Oszillographen 97 sichtbar gemacht.