CH423301A - Werkstoffprüfmaschine mit photoelektrischer Steuervorrichtung für die Beanspruchung - Google Patents

Description

  



  Werkstoffpriifmaschine mit photoelektrischer Steuervorrichtung für die Beanspruchung
Bei der Bestimmung der Zeitfestigkeit von Werkstoffen, d. h. der Lebensdauer, unter wechselnden, sehr hohen Beanspruchungen im untersten Gebiet   der Wohlerkurve bedient    man sich zweckmässigerweise statischen Werkstoffprüfmaschinen mit zusätz   lichen Vorrichtungen zur Erzeugung von langsamen, pendeladen Laständemngen. Die Steuerung dieses    Vorganges kann bekannterwaise durch Organe geschehen, welche beim Erreichen einer bestimmten Last eine Umkehrung der   Belastungsmichtung ein-    leiten.   Sia-d    zwei socher Steuerorgane vorhanden, welche je auf eine andere   Lastgrenze    ansprechen, so ergibt sich eine   Lastpendelung    zweichen diesen zwei Grenzen.



   Die bekanntgewordenen Werkstoffprüfmaschinen verwenden mechanische,   hydraulische, kontaktelek-    trische oder   elektromagnebische    Steuerorgane. Solche Vorrichtungen sind mit den Nacheilen grosser Trägheit, Unzuverlässigkeit oder grossem wirtschaftlichem Aufwand behaftet. Zusätzlich ergibt sich in vielen Fällen zur Erreichung der notwendigen Regelgenauigkeit die Notwendigkeit, Mess-und   Steuerorgane ge-    trennt bzw. doppelt anzuordnen.



   Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Werkstoffprüfmaschine mit photoelektrischer Steuervornichung führ die Beanspruchung, dadruch gekenn  zeichnat,    dass mindestens zwei photoelektrische Organe mit der optischen Messvorrichtung in   Verbin-    dung stehen, welche beim Erreichen vorgegebener Werte der Beanspruchung über Schaltmittel auf das   Belastungsorgan einwirken,    derart, dass   eine Ände-    rung der Bewegungsrichtung des Antriebes erfolgt.



  Durch diese Kombination einer an sich bekannten optischen Messvorrichtung mit photoelektrischen Organen kann erreicht werden, dass die   Beanspru-      chungsgrenzen    bzw. Umkehrpunkte genau defineirt sind. Es stellen dabei die geometrichsen Lagen der photoelektrischen Organe, d. h. ihr geometrischer Ab , stand, ein direktes Mass für die Grösse der   Beanspru-       chung dar. Letztere Eigenschaft erweist sich insbe-    sondere beim zeitlichen Programmieren der Bean  spruchungsgrenzen    als äusserst wertvoll.



   Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes sind in den Fig. 1-6 dargestellt.



   Fig. 1 zeigt eine Prüfmaschine mit mechanischem.



  Antrieb, optischer Anzeige   finir joie    Kraft   und photo-       elektr. iscber Steuervorrichtung für die Lastgrenzen.   



   Fig. 2 zeigt ein Detail der optischen Anordnung zur Steuerung von   Dehngrenzen.   



   Fig. 3 veranschaulicht eine Variante des Sohaltmittels zur Steuerung des belastungsorganes.



   Fig. 4 zeigt   eine Vorricbtung zum zeittichen    Pro  grammieren der Beanspruchungsgrenzen mittels    Nok  kenscheiben.   



   Fig. 5 stellt eine   Programmisrungsvorrichtung    dar, welche mittels einer elektrischen Grösse gesteuret werden kann.



   Fig. 6 zeigt ein hydraulisch betätigtes Belasbungsorgan.



   In Fig.   1      stellt l den Prüfkörper dar, welcher    über eine Spindel 2 mittels Getriebe 3 und   Elektro-    motor 4 belastet werden kann. Ein Kraftmessgerät 5 , dient zur Messung der auftretenden Kräfte. Dieses besteht zur hauptsahce aus einem elastischen prüfrohrförmigen Körper, dessen Verlängerung dazu benützt wird, um einen Spiegel 6 zu drehen, welcher einen Lichtstrahl 7, erzeugt von Glühlampe 8, Spaltoptik 9 und Objektiv 10, auf einen Massstab 11 umlenkt. Der Ausschlag des auf die Skala 11 fokus  sierten    Spaltes 9 stellt somit ein direktes Mass für die Kraft. am   Prüfstab    dar. In der Ebene der Skala isind zwei photoelektrische Organe, z. B. Photodioden 12 und 13, angeordnet.

   Sie isind auf   Reitern    14 und 15 in ihrer vertikalen Lage verschiebbar. Erroicht nun die Belastung eine Grösse, welche   z.    B. der Lage der photodiode 12 entspricht, so wird diese   beleuch-    tet und liefert an den Eingang 1 eines bistabilen Vibrators oder Flip-Flop 16 ein Signal, welches letzteren zum Kippen bringt, wodurch sein Ausgang III leitend wird, die   Umkehrschütze    17 erregt, und der Antriebsmotor 4 ämdert seine Richtung, womit. auch die Belastungsrichtung. umkehrt, und zwar so lange, bis der Lichtstrahl 7 die Photodiode 13 erreicht In diesem Moment erhält der Flip-Flop   Spamung    an Eingang II und kippt in seine ursprüngliche Lage zurück ; in der Folge ändert auch die Belastung auf ihre ursprüngliche Richtung zurück.



   Fig. 2 zeigt ein Beispiel,   bei welchem der Licht-    strahl zur Steuerung der Photodioden, durch. die Verlängerung des Prüfstabes 1 beeinflusst wird. Für   di    sen Fall erfolgen die   Lastpendelungen    zwischen zwei   vorgegebenen Dehngrenzen.   



   Fig. 3 zeigt eine Variante des Schaltmittels zur Steuerung des antriebmotons 4. Anstelle eines Schützen 17   in Fig. 1    sind zwei   kontaktlose    Schalter 18 und 19, z. B. gesteuerte Siliziumdioden, vorgesehen.



  Der Flip-Flop hat hier zwei Ausgänge III und IV, welche jeweils   entsprechend den Eingängen 1'und n    leitend sind.



   Fig. 4 zeigt eine Anordnung, bei welcher die beiden Photodioden 12 und 12 samt Reitern 14 und 15 ; durch Nocken 20 und 21 in ihrer vertikalen Lage verstellt werden können. Dabei ist die Ver  stellgesohwindigkejit der Nocken gross, verglichen mit    der Geschwindigkeit des Lichtstrahles auf dem Massstab. Die Drehung der Nocken kann schrittweise   er-    folgen, z.   B.    durch einen Ratschenmechanismus. 22, welcher seinerseits zeitlich oder in Abhängigkeit der Anzahl durchgeführten Lastzyklen geschaltet werden kann.



   In Fig. 5   ist edne Anordnung zum Programmieren    gezeigt, bei welcher die   Verstellung der Photadioden    12 und 13 mittels zwei Gewindespindeln 23 und 24 erfolgt. Letztere sind durch zwei   Servogetriebe,      be-    stehend aus den Zahnradpaaren 25 und 26, Motoren 27 und 28 und Potentiometern 29 und 30 angetrieben. Den Stellungen der Potentiometer entsprechen bestimmte Stellungen der Photodioden bzw.



  Lastgrenzen. Die Spannungen der   Potentiometer kön-    nen somit als Istwerte   ur    den Regelkreis mit den Stellmotoren 29 und 30 betrachtet werden, wobei die    Sollwerte entsprechend ! einem bestimmten Programm    ebenfalls in Form einer elektrischen Grösse eingegeben werden   kön, nen.   



   Fig. 6 zeigt ein Beispiel einer hydraulischen Be  lastungsvormohtung. Ein doppelseitig wirkender    Zylinder 31 erhält einen hydraulischen Drcuk über den magneitisch tgesteuerten Scheiber 32. Letzterer sbeht über die Schaltmittel 16 und 17 der Fig.   1    bzw. 16, 18 und 19 der Fig. 3, in Verbindung mit den Photodioden.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Werkstoffprüfmaschine mit photoelektrischer Steuervorrichtung für die Beanspruchung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei photoelektrische Organe mit der optischen Msssvorrichtung in Ver bindungstehen,welchebeimErreichenvorgegebener Werte der BeanspruchungüberSchaltmittelaufdas Belastungsorgan einwirken, derart, dass eine Ande- rung der Bewegungsrichtung des Antriebes erfolgt.

   UNTERANSPRUCHE 1. WerkstoffprüfmaschinenachPatentanspruch, dladurch gekennzeichnet, dass die photoolektriisohen Organe in der optischen Ebene des Massstabes der optischen Messvorrichtung liegen.

   2. werkstoffprüffmaschine nach Patenantpruch, dadurch gekennzeichnet, dass die photoelektrischen Organe längs des Massstabes der optischlen Messvorrichtung venschoben wenden können.

   3. Werkstoffprüfmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass'die Verschiebung der photoelektrischen Organe durch Nocken, in Verbin- dung mit einem Schaltwerk, erfolgt.

   4. Werkstoffprüfmaschine nach Patentanspruch, dadurchgekennzeichnet,dassdieVerschiebungder photoelktrischen Organe durch eine Serbvosteuerung, besbehend aus Getriebe, Stellmotor und Potentiometer, erfolgt.

   5. Werkstoffprüfmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das von den photoelek- trisohenOrganssnbetätigteSchaltmittel'einbistabiler Vibratos mit, anschliessendem Schütz ist.

   6. Werkstoffprüfmaschine nach Patentanspruch, dadruch gekannzeichet, dass das von den photoelektrischen Organen betätigte Schaltmittel ein bista biler Vibrator mit kontaküoaem Ausgang zur driekben Steuerung des Belastungsorgans ist.

   7. WerkstoffprüEmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die photoelektrischen Organe iiber, die optische Messvorrichtung von, der zu steuernden Kraft beeinflusst werden kann.

   8. Werkstoffprüfmaschine nach Patentanspruch, dadruch gekennzeichnet, dass die photoelektrischen Organe über die optische Messvorrichtung von einer Dehngrösse beeinflusst werden.

   9. Werkstoffprüfmaschine nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das von den photoelektrischen Organen betätigte Belastungsorgan aus einem Elektromotor mit mechanischem Getriebe besteht.

   10. Werkstoffprüfmaschine nach Patentanspruch, dadurchg & kennzeJchnet,dassdasvon den photoelektrischen Organen betätigte Belaistungsorgan aus einem magnetischgesteuertenSchieber,mitanschliessendem hydraulsichem Zylinder, besteht.