DE102011103578B4 - Method for determining the restoring forces of limp structures bent out of the plane and device for carrying out the method - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Ermittlung der Rückstellkräfte von aus der Ebene heraus gebogenen biegeschlaffen Strukturen dadurch gekennzeichnet, dass die zugeführte biegeschlaffe Struktur mittels einer schwenkbar oder drehbar gelagerter Platte (2) in einem zuvor definiert eingestellten Winkel aus der Ebene heraus abgelenkt und gebogen wird, dass eine druckbeaufschlagte Biegung der biegeschlaffen Struktur zeitdefiniert gehalten wird, dass die Druckbeaufschlagung entfernt und mittels auf dem gebogenen biegeschlaffen Strukturbereich angeordneten Messsensoren des Messwertaufnehmers die Rückstellkraft ermittelt wird und dass die ermittelte Rückstellkraft im Verhältnis zu der zuvor eingebrachten und der Biegung der biegeschlaffen Struktur dienenden ausgeübten Krafteinwirkung gesetzt wird.Method for determining the restoring forces of limber structures bent out of the plane, characterized in that the supplied pliable structure is deflected and bent out of the plane by means of a pivotably or rotatably mounted plate (2) at a previously defined angle, such that a pressure-loaded bend the pliable structure is kept time-defined, that the pressurization is removed and the restoring force is determined by means of measuring transducer arranged on the bent limp structure region of the transducer and that the determined restoring force is set in relation to the applied previously applied force applied to the bending of the pliable structure.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung der Rückstellkräfte von aus der Ebene heraus gebogenen biegeschlaffen Strukturen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Diese Lösung dient der Verbesserung der Maschinenkonfiguration für die Positionierung von biegeschlaffen Strukturen innerhalb eines Umformwerkzeuges.The invention relates to a method for determining the restoring forces of bent out of the plane limp structures and a device for carrying out the method. This solution serves to improve the machine configuration for the positioning of limp structures within a forming tool.
Vorrichtungen zur Bestimmung der Rückstellkraft von biegeschlaffen Strukturen sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. So besteht bereits die Möglichkeit, die biegeschlaffe Struktur zwischen zwei Klemmbacken einer feststehenden Konstruktion einseitig einzuklemmen und das andere Ende der biegeschlaffen Struktur zwischen zwei Klemmbacken, welche über einen Schwenkmechanismus ausgeschwenkt werden, einzuspannen. Beim Auslenken wird die aufzuwendende Kraftdifferenz mit und ohne der biegeschlaffen Struktur gemessen. Nachteil dieser Lösung ist, dass der Auslenkungswinkel maximal 120° beträgt, um genaue Messergebnisse erhalten zu können. Ein weiterer Nachteil entsteht durch die Einklemmmechanismen, wodurch die Eigenschaften der biegeschlaffen Struktur beeinträchtigt werden und so die Messergebnisse zu ungenau werden.Devices for determining the restoring force of pliable structures are already known from the prior art. So it is already possible to clamp the one-sided limp structure between two jaws of a fixed construction and clamp the other end of the limp structure between two jaws, which are swung over a pivot mechanism. When deflecting the force difference is measured with and without the pliable structure. Disadvantage of this solution is that the deflection angle is a maximum of 120 ° in order to obtain accurate measurement results. Another disadvantage arises from the pinching mechanisms, whereby the properties of the pliable structure are impaired and so the measurement results are too inaccurate.
Eine weitere dem Stand der Technik bekannte Lösung besteht in der Möglichkeit, aus der biegeschlaffen Struktur eine schlauchartige Konstruktion zu bilden, in dem die seitlichen Enden mittig zusammengeführt werden und diese Konstruktion der biegeschlaffen Struktur auf einer feststehenden Platte angeordnet wird und mittels einer von oben auf diese Konstruktion geführten Messplatte die aufzuwendende Kraft für die Deformation der Strukturkonstruktion zu messen. Nachteil dieser Lösung besteht darin, dass es nicht möglich ist, die Rückstellkraft der biegeschlaffen Struktur im Winkelbereich von 0°–90° zu messen, da durch die schlauchartige Konstruktion dieser Winkelbereich bereits überschritten ist.Another solution known from the prior art consists of the possibility of forming the flexible structure into a tube-like construction in which the lateral ends are brought together in the middle and this structure of the limp structure is placed on a fixed plate and by means of a top plate Construction led measuring plate to measure the force to be applied for the deformation of the structural design. Disadvantage of this solution is that it is not possible to measure the restoring force of the pliable structure in the angular range of 0 ° -90 °, since this angular range is already exceeded by the tubular construction.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden ein geeignetes Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit deren Hilfe es möglich ist, die Rückstellkräfte von in verschiedenen Winkeln, auch von 0°–180°, aus der Ebene heraus gebogenen biegeschlaffen Strukturen zu ermitteln, um die Positionierung von biegeschlaffen Strukturen in einem Umformwerkzeug auf die jeweilige Struktur und den notwendigen Umformgrad abzustimmen und diese Abstimmung effizient und wirkungsvoll zu verbessern, in dem die jeweils notwenige Fixierung der jeweiligen biegeschlaffen Struktur genau ermittelt und dadurch die Nutgrößendefinition und der notwendige Reibkoeffizient der Nutflächen auf die einzusetzende biegeschlaffe Struktureigenschaft jeweils definiert und festgelegt werden kann.The object of the invention is to overcome the disadvantages of the prior art to provide a suitable method and a device by means of which it is possible, the restoring forces of at different angles, even from 0 ° -180 °, bent out of the plane limp structures to determine to match the positioning of limp structures in a forming tool on the respective structure and the necessary degree of deformation and to improve this vote efficiently and effectively, in which the respective necessary fixation of the respective limp structure accurately determined and thereby the Nutgrößenendefinition and the necessary coefficient of friction of the groove surfaces can be defined and defined in each case to be used against the limp structural property.
Gelöst wird die Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 2, wobei die vorteilhaften Ausgestaltungen in den Unteransprüchen beschrieben sind. Danach werden biegeschlaffe Strukturen (wie Textilen, also Gewebe, Gewirke, Gestricke, Gelege, Nähgewirke, Folien oder Papier oder Kombinationen daraus) aus der Ebene augelenkt von 90° bis 180°, mit einer Vorspannung beaufschlagt und durch geeignete Elemente der definiert eingebrachten Vorspannung die Rückstellkräfte und Rückstellwege der biegeschlaffen Strukturen ermittelt.The problem is solved by the features of
Danach besteht eine Vorrichtung zur Ermittlung der Rückstellkräfte von aus der Ebene heraus gebogenen biegeschlaffen Strukturen aus einer die biegeschlaffe Struktur zuführenden Zuführvorrichtung und Vorrichtungen zur Messwertermittlung und Messwertauswertung, wobei der Zuführvorrichtung ein der Positionierung der biegeschlaffen Struktur in die Messposition dienender Probenträger zugeordnet ist. Über dem Probenträger und der darauf umgelenkt positioniert angeordneten biegeschlaffen Struktur ist eine zur Improvisation der Nutbreite stufenlos einstellbare sowie schwenkbar oder drehbar gelagerte Platte angeordnet, wobei die Platte wenigstens eine zur Aufnahme des Messsensors dienende Aussparung aufweist. Weiterhin ist im Bereich der schwenkbar oder drehbar gelagerten Platte der Messwertaufnehmer in Form eines Biegebalkens mit den daran angeordneten Messsensoren angeordnet. Mit Hilfe dieser Vorrichtung ist es möglich, die zugeführte biegeschlaffe Struktur mittels der Platte in einem zuvor definiert eingestellten Winkel aus der Ebene heraus in einem vorher festgelegten Winkle zwischen 0° und 180° entsprechend dem gewählten Probenträger abzulenken und zu biegen, wobei die druckbeaufschlagte Biegung der biegeschlaffen Struktur zeitdefiniert gehalten wird. Danach wird die Druckbeaufschlagung wieder entfernt, wobei der Messwertaufnehmer auf Grund der Aussparung in der drehbar gelagerten Platte auf der gebogenen biegeschlaffen Struktur verbleibt und mittels der auf dem gebogenen biegeschlaffen Strukturbereiches angeordneten Messsensoren des Messwertaufnehmers die Rückstellkraft der biegeschlaffen Struktur ermittelt wird. Die ermittelte Rückstellkraft wird dabei ins Verhältnis zu der zuvor eingebrachten und der Biegung der biegeschlaffen Struktur dienenden ausgeübten Krafteinwirkung gesetzt. Vorteilhaft ist die Möglichkeit, dass die biegeschlaffe Struktur von > 0° bis 180° aus der Ebene heraus gebogen werden kann und das der Messwertaufnehmer während des gesamten Vorgangs der Biegung und der Druckbeaufschlagung bis zur endgültigen Messwertermittlung in Berührung mit der biegschlaffen Struktur verbleibt und dadurch der Kraftverlauf durchgängig ermittelt werden kann.Thereafter, there is a device for determining the restoring forces of bending out of the plane limp structures from the pliable structure feeding feeder and devices for measured value and measurement evaluation, wherein the feeder is assigned to the positioning of the limp structure serving in the measuring position sample carrier. Positioned above the sample carrier and the bent-limp structure arranged deflected thereon is a plate which is infinitely adjustable and can be pivoted or pivoted to improvise the groove width, wherein the plate has at least one recess for receiving the measuring sensor. Furthermore, the transducer is arranged in the form of a bending beam with the measuring sensors arranged thereon in the region of the pivotably or rotatably mounted plate. With the aid of this device, it is possible to divert the supplied pliable structure by means of the plate at a previously set angle from the plane at a predetermined angle between 0 ° and 180 ° according to the selected sample carrier and bend, wherein the pressurized bending of the limp structure is kept time-defined. Thereafter, the pressurization is removed again, wherein the transducer remains due to the recess in the rotatably mounted plate on the bent limp structure and the restoring force of the pliable structure is determined by means of arranged on the bent pliable structural region measuring sensors of the transducer. The determined restoring force is set in relation to the previously applied and applied to the bending of the limp structure applied force. Advantageously, the possibility that the pliable structure from> 0 ° to 180 ° can be bent out of the plane and that the transducer during the entire process of bending and pressurization remains until the final determination of the measured in contact with the flexible structure and thus the Force curve can be consistently determined.
Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn die drehbar gelagerte Platte als eine die Simulation eines Biegewinkels der biegschlaffen Struktur einstellbar gelagerte Klemmleiste ausgebildet ist, wobei nicht die biegeschlaffe Struktur in dieser Leiste eingeklemmt wird, sondern diese auf die Breite der biegeschlaffen Struktur gleichmäßig einwirkt. Zur Einstellung der improvisierten Nutbreite oder des Biegewinkels sind an der drehbaren Platte stufenlos einstellbare und sich selbst hemmende Positionierelemente (
Um schnell auf neue Messerfordernisse reagieren zu können, ist der in Form eines Biegebalkens ausgebildete Messwertaufnehmer austauschbar angeordnet. Zur gleichmäßigen Kraftbeaufschlagung der biegeschlaffen Struktur über deren gesamten Breite ist unterhalb des Messsensors am Biegebalken zusätzlich eine Kraftverteilungsleiste angeordnet. Dadurch kann die Ermittlung der eintretenden Rückstellkraft der biegschlaffen Struktur nach Beendigung der Kraftbeaufschlagung über die gesamte Breite mit sicheren Ergebnissen ermittelt werden.In order to be able to react quickly to new measuring requirements, the measuring transducer designed in the form of a bending beam is arranged interchangeably. For uniform application of force to the pliable structure over its entire width, a force distribution strip is additionally arranged below the measuring sensor on the bending beam. Thereby, the determination of the incoming restoring force of the flexible structure after the end of the application of force across the entire width can be determined with certainty.
Die Vorteile der Erfindung bestehen zusammenfassend in der Möglichkeit der Einstellung einer definierten Vorspannung auf die in der Messvorrichtung angeordneten und winklig abgelenkten biegeschlaffen Struktur in möglichen Winkelbereichen von 0° bis 180°, wobei die Krafteinwirkung auf die gesamte Breite der biegeschlaffen Struktur gleichmäßig verteilt ausgeübt und auch die Messwertermittlung in diesem gesamten Breitenbereich und während des gesamten Vorgangs der Druckbeaufschlagung bis hin zur Einstellung der Rückstellkraft erfolgt. Damit ist es möglich, zuverlässig die Rückstellkraft einer aus der Ebene heraus abgelenkten biegeschlaffen flächigen Struktur zu ermitteln, um daraus Schlüsse für die maschinentechnische Einstellung einer Verarbeitungsmaschine zu erhalten.The advantages of the invention are summarized in the possibility of setting a defined bias on the arranged in the measuring device and angularly deflected limp structure in possible angular ranges from 0 ° to 180 °, the force exerted evenly distributed over the entire width of the pliable structure and also the measured value is determined in this entire width range and during the entire process of pressurization up to the setting of the restoring force. This makes it possible to reliably determine the restoring force of a deflected flat structure which is deflected out of the plane in order to obtain conclusions for the machine-technical adjustment of a processing machine.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der beigefügten Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the attached drawing show:
Ausführungsbeispiel:Embodiment:
Gemäß der
Zur Realisierung von Ablenkwinkel im Bereich von 90° bis 180° werden verschiedene dem Anwendungsfall entsprechende Probenträger (
Zur Realisierung von Ablenkwinkeln im Bereich 0° bis 90° wird ein angepasster Probenträger
Die Erfassung der Rückstellkraft und des Rückstellweges erfolgt mittels des Biegebalkens
Mit einer derartigen Vorrichtung und dem dazugehörigen Verfahren zur Erfassung von Rückstellkraft und Rückstellweg wird erreicht, dass aus der Ebene abgelenkte biegeschlaffe Strukturen
Als sehr vorteilhaft hat sich herausgestellt, dass die Rückstellkraft der biegeschlaffen Struktur nach Beendigung der Kraftbeaufschlagung über die gesamte Breite der biegeschlaffen Struktur auf Grund der unterhalb des Messsensors am Biegebalken
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- biegeschlaffe Strukturpliable structure
- 22
- schwenkbar oder drehbar gelagerte einstellbare Plattepivotally or rotatably mounted adjustable plate
- 3a3a
- Probenträger 90° bis 180°Sample carrier 90 ° to 180 °
- 3b3b
- Probenträger 0–90°Sample carrier 0-90 °
- 55
- Messwertaufnehmer (Biegebalken)Transducer (bending beam)
- 6a–n6a-n
- stufenlos einstellbare und selbst hemmende Positionierelementeinfinitely adjustable and self-locking positioning elements
- 77
- KraftverteilungsleistePower distribution strip
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DE2745182A1 (en) * | 1977-10-07 | 1979-04-19 | Feldmuehle Ag | Determination of bending strength of carton or paper articles - uses gripping rectangular piece of structure on two opposite sides and repeated bending to angle of 180 degrees |
DE3111954A1 (en) * | 1981-03-23 | 1982-10-14 | Zartnack, Friedrich, Dipl.-Ing., 1000 Berlin | Method and apparatus for testing the bending stress on elastic materials |
DE4136432A1 (en) * | 1991-11-02 | 1993-05-06 | Foto-Und Feinmesstechnik Gmbh, O-9200 Freiberg, De | Flexural strength testing appts. e.g. for quality control of leather, textiles, paper, etc. - has precision bearing holding sample holding table, with sample held by clamping plate |
-
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