DE102009014530A1 - Probestab für eine Werkstoffprüfmaschine - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Probestab für einschlägige Untersuchungen an einer Werkstoffprüfmaschine zur Ermittlung mechanischer Werkstoffeigenschaften, der insbesondere für axiale Prüfmaschinen einsetzbar ist. Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, einen Probestab zu entwickeln, der in der Werkstoffprüfmaschine eine winkelgerechte Ausrichtung der Prüfachsen gewährleistet. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Probestab konzipiert wird, der mindestens vier um jeweils im gleichen Winkel zueinander versetzte Flächen aufweist, auf denen jeweils zwei Dehnmessstreifen appliziert werden. Die eingearbeiteten Flächen garantieren eine winkelgerechte Ausrichtung der Prüfachsen und somit eine verbesserte lineare, axiale Ausrichtung der Probeneinspannung.

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Probestab für einschlägige Untersuchungen an einer Werkstoffprüfmaschine zur Ermittlung mechanischer Werkstoffeigenschaften, insbesondere für servohydraulische Prüfmaschinen, mit denen beispielweise Low-Cycle-Fatigue-, Multisteptest-, Incrementalsteptest- oder Thermo-Mechanical-Fatigue-Versuche durchgeführt werden können, sowie Universalprüfmaschinen (z. B.: Zugversuch) und Resonanzpulsatoren/Hochfrequenzpulsatoren (z. B.: High-Cycle-Fatigue- oder Giga-Cycle-Fatigue-Versuche).
• Die mechanische Werkstoffprüfung, mit den oben erwähnten beispielhaften Versuchsarten, dient zur Ermittlung von Festigkeits- und Verformungskenngrößen, welche die Grundlage von Festigkeitsberechnungen bilden. Dazu wird eine Werkstoffprobe bei der jeweiligen Prüftemperatur in Achsrichtung belastet bzw. entlastet. Die Belastung kann mechanisch oder hydraulisch aufgebracht werden. Um den Eigenheiten bestimmter Werkstoffgruppen Rechnung zu tragen, werden für verschiedene Werkstoffe und Anwendungsfelder unterschiedliche Probenformen eingesetzt.
• Bei bisher aus der Praxis bekannten Werkstoffprüfmaschinen wird für die Durchführung von Versuchen, die beispielsweise in der europäischen Norm EN 10002 für den Zugversuch geregelt sind, die Messprobe an beiden Enden eingespannt und darüber auch die Prüfkraft eingeleitet.
• Zur sicheren Bestimmung der mechanischen Werkstoffeigenschaften im Hinblick auf deren elastisches Verhalten und die Festigkeit sind bei der Prüfung und Kalibrierung von Werkstoffprüfmaschinen genaue Angaben zum Verhalten z. B. von Kraft oder Längenänderung erforderlich. So wird in der DE 4337049 C1 eine Vorrichtung zur Kalibrierung von Dehnungsmessgeräten an Werkstoffprüfmaschinen vorgeschlagen. Dabei wird unter Zuhilfenahme eines Präzisions-Längenmesssystems eine die zu untersuchende Probe simulierende Probefeder eingesetzt und an dieser die relevanten Werte ermittelt. Dies erfordert einen sehr hohen apparativen und zeitlichen Aufwand.
• Bisher erfolgt an Werkstoffprüfmaschinen die lineare, axiale Ausrichtung der Probeneinspannung üblicherweise mittels Masterprobestab und Messuhr. Die dazu eingesetzten Probestäbe werden üblicherweise aus dem zu untersuchenden Erzeugnis herausgearbeitet. Die bearbeiteten Proben müssen einen stetigen Übergang zwischen Versuchslänge und Probenköpfen (Einspannköpfen) haben, wenn deren Querschnitte unterschiedlich sind. Die Form der Probenköpfe kann hierbei beliebig, entsprechend der Spanneinrichtung der Prüfmaschine, gestaltet sein. Diese Methode ist jedoch relativ ungenau und erfordert einen großen Mess- und Zeitaufwand. Ein weiterer Nachteil dieser Methode und anderer verfügbarer Messverfahren besteht darin, dass die Wirkung der Einspannung der Probe unberücksichtigt bleibt.
• Der Erfindung liegt die technische Aufgabe zugrunde, einen Probestab zu entwickeln, der in der Werkstoffprüfmaschine eine winkelgerechte Ausrichtung der Prüfachsen und somit eine verbesserte lineare, axiale Ausrichtung der Probeneinspannung gewährleistet.
• Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass ein Probestab konzipiert wird, der mindestens vier um jeweils im gleichen Winkel zu einander versetzte Flächen aufweist, auf denen jeweils zwei Dehnmessstreifen appliziert werden. Die eingearbeiteten Flächen garantieren eine winkelgerechte Ausrichtung der Prüfachsen und somit eine verbesserte lineare, axiale Ausrichtung der Probeneinspannung. Durch die doppelte Belegung jeder Fläche mit zwei Dehnmessstreifen (Ebenenbelegung) kann ebenso ein eventuell vorhandener Schiefzug ermittelt werden. Durch die eingebrachten Flächen wird der Dehnmessstreifen über die Ecken des Probestabes vor der Probeneinspannung geschützt.
• Die Erfindung soll an nachfolgendem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Der in der Zeichnung aufgezeigte Probestab (1) weist einen Probenkopf (2) und eine Prüflänge (3) auf, wobei der Übergang zwischen Prüflänge und Probenkopf stetig verläuft, um eine Kerbwirkung während der mechanischen Prüfung zu vermeiden. Der Probenkopf ist im Beispiel als Gewindekopf ausgeführt und wird somit in der Regel für Gewindeeinspannungen verwendet. Auf der Prüflänge sind vier zu 90° versetzte, Flächen (4) eingearbeitet. Auf einer dieser Flächen werden jeweils zwei Dehnmessstreifen (5) appliziert.

1

Probestab

2

Probenkopf

3

Prüflänge

4

eingearbeitete Fläche

5

Dehnmessstreifen

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• - DE 4337049 C1 [0004]
• Zitierte Nicht-Patentliteratur
• - Norm EN 10002 [0003]

Claims (1)

1. Probestab für eine Werkstoffprüfmaschine zur linearen Ausrichtung der Probeneinspannung, gekennzeichnet dadurch, dass der Probestab mindestens vier um jeweils im gleichen Winkel zu einander versetzte Flächen ausweist, an denen jeweils zwei Dehnmessstreifen appliziert sind.