DE1648359B2

DE1648359B2 - Verfahren und Verformungskörper zur Untersuchung von Werkstoffprüfmaschinen

Info

Publication number: DE1648359B2
Application number: DE19671648359
Authority: DE
Inventors: Herbert Dipl.-Ing. 8500 Nuernberg Steffe
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1967-04-08
Filing date: 1967-04-08
Publication date: 1974-08-01
Also published as: DE1648359A1; DE1648359C3

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen und Eichen der Meßgenauigkeit von Werkstoffprüfmaschinen für Druck-, Zug- und Biegebeanspruchungen.

Die Untersuchung von Werkstoffprüfmaschir:en erfolgt in einer Reihe von bestimmten Belastungsstufen (in Zehnteln der Höchstlast) und wird mit einem geeichten Verformungskörper als Prüfkörper vorgenommen, der festliegende Abmessungen und Elastizitätseigenschaften hat (DIN 51 501). Druckkörper haben meist eine gedrungene zylindrische Gestalt. Bei diesen wird die Überprüfung der Prüfmaschinen bisher mit vier über Kreuz angesetzten Meßfedern mit Schneidenprismen und Schwenkspiegeln vorgenommen, die die aus der Dehnung erfahrenen Bewegungen auf vier Meßskalen hinausprojezieren (Martenssches Spiegelfeinmeßgerät). Die dadurch gegebenen vier Richtungen lassen sich in zwei parallele zusammenfassen, so daß nur zwei Ableser zum gleichzeitigen Ablesen der vier Werte benötigt werden. Mit dem Steuermann der Prüfmaschine, der bei Erreichen der Einstellwerte auch das Kommando zum Ablesen gibt, werden für die Prüfung nach diesem Verfahren demnach insgesamt drei Personen gebraucht, wenn außer der aufgebrachten Kraft auch die Symmetrie der Lastverteilung mit der notwendigen Genauigkeit festgestellt werden soll.

Die Erfindung schlägt nun vor, durch den Einsatz von Dehnungsmeßstreifen (DMS), deren Arbeitsweise bekannt ist. einen geeigneten Prüfkörper zu bauen, mit dem die Genauigkeit der Anzeige einer Die Erfindung geht aus von einem im Prinzip der DIN 51301 (Kraftmeßgeräte für statische Kräfte) entsprechenden Prüfkörper, an dessen Umfangsspannungen sich Unsymmetrien in der Lastverteilung widerspiegeln und stützt sich auf die Merkmale des Anspruchs 1, und zwar auf eine Kombination aus zwei von einander unabhängigen Meßbrückensystemen aus DMS. von denen das erste, '.vie bei den bisher üblichen Kraftmeßdosen zur integrierten Mittelwertmessunu der aufgebrachten Kraft dient, während mit dem zweiten System gleichzeitig oder zeitlich verschoben die Symmetrie der Lastverteilung kontrolliert bzw. gemessen werden kann.

Das erste System besteht zweckmäßigerweise aus vier oder mehreren aktiven DMS. die mit der entsprechenden Anzahl von Temperaturkompensationsstreifen zu einer Vollbrücke geschaltet werden. Das zweite System besteht mindestens aus vier DMS mit eigenen Ausgängen, die am Umfang des Prüfkörpers in Achsrichtung gleichmäßig versetzt angebracht werden, und von denen wahlweise je zwei gegenüberliecende oder auch benachbarte Streifen über einen Meßstellenschalter zu Halbbrücken verbunden und an das Anzeigegerät angeschlossen werden können. Durch gewissenhafte Auswahl der DMS und notfalls auch durch zusätzliche Widerstände werden die einzelnen Halbbrücken so abgeglichen, daß sie im unbelasteten Zustand des Prüfkörpers bzw. bei symmetrischer Belastung am Anzeigegerät keinen Ausschlag geben. Etwaige Unsymmetrien in der Lastverteilung Tassen sich dann aus den Abweichungen von der Nullstellung der Größe nach ermitteln bzw. im Rahmen der zulässigen Toleranzen taxieren.

In den Abb. 1 und 2 ist die prinzipielle Lage der aktiven Meßstreifen d_x bis d_x (gegebenenfalls auch eine größere Anzahl) und der quer dazu aufgebrachten Kompensationsstreifen /, bis J₄ der Vollbrücke, sowie der in Achsrichtung liegenden Streifen .S₁ bis s_i des zweiten Systems gezeigt.

Die für die integrierte Lastermittlung gewählte Schaltung (A b b. 3) als Vollbrücke läßt erkennen, daß die Temperaturkompensationsstreifen bei Belastung des Verformungskörpers wegen der Querverformung nicht frei von Spannungen bleiben und somit ebenfalls Anzeigewerte ergeben, die sich jedoch mit den anderen Eigenschaften des Prüfkörpers bei dessen Eichung bleibend mit den Sollwerten erfassen lassen. Übrigens erweist sich die dabei gewonnene Addition von Längs- und Qiierverformung günstig als Erhöhung des Geberimpulses und damit des Brückenausschlages. Die Abb.4 zeigt die an sich bekannte Halbbrückenschaltung, nach der wahlweise jeweils zwei Streifen des 2. Systems über einen Meßstellenumschalter zur Kontrolle der Belastungssymmetric an das Anzeigegerät angeschlossen werden. In Abb. 5 ist der Anschluß von drei Streifenpaarungen (M₁ZI - 3, Λ//2-Μ, M.ß + 2) gezeigt, die in der

Regel zur Untersuchung von Prüfmaschinen ausreichen, da durch Drehung des Prüfkörpers notfalls auch die anderen Winkelpaarungen erfaßt werden können. In diesem Schema sind auch die Abgleichwiderstände R₁, und R_x eingezeichnet, die notwendig werden, wenn die elektrischen Widerstände der verwendeten Dehnungsmeßstreifen nicht ausreichend genau gleich sind.

Mit einem so ausgerüsteten Verformungskörper kann in Verbindung mit handelsüblichen, selbstregistrierenden Meßgeräten die aufgebrachte Last und die Symmetrie ihrer Verteilung von einem einzigen Prüfer, der selbst die Prüfmaschine steuert, gleichzeitig gemessen werden, wenn zwei oder mehrere Registriermöglichkeiten vorhanden sind. In der Praxis wird man jedoch speziell im Außendienst die Zahl der notwendigen Geräteeinheiten möglichst gering halten und deshalb beide Meßsysteme wahlweise über einen Umschalter an ein und dasselbe Meßgerät anschließen und die Symmetrieprüfung der BeIastung bereits während der für die Untersuchung von Prüfmaschinen vorgeschriebenen Yorbebsiungsreihen in den verschiedenen Kombinatirnen vornehmen. Bei unzulässiger Unsymmetrie dtr Lastverteilung muß versucht werden, deren Ursache vor Vornähme der zeitraubenden, stufenweisen Belastunüsreihen für die eigentliche Kraftmessung zu beseitigen. Wenn dies nicht möglich ist, kann die Untersuchung bereits abgebrochen werden, da die Maschine in diesem Zustand nicht abnahmefähig ist und überholt werden muß.

Das gegenüber der konventionellen Methode wesentlich wirtschaftlichere Verfahren ist insbesondere für die Untersuchung von Prüfpressen und Baustoffprüfern wertvoll. Es kann aber auch bei entsprechonder Gestaltung des Prüfkörpers bei der Messung von Zug- oder anderen Beanspruchungen eingesetzt werden, wenn die Symmetriekontrolle wichtig ist.

Um den geeichten Verformungskörper mit den empfindlichen aufgesetzten Dehnungsmeßstreifen zu schützen, wird ein Mantel über denselben vorgesehen. Dieser Mantel wird zweckmäßigerweise am unteren Rand des Verformungskörpers ringsumschließend befestigt, w^rährend er am oberen Rand gleitend berührt. Dabei kann ein gumniielastischer Ringwulst für einen dichten Abschluß sorgen. Es zeigt sich nämlich, daß Dehnungsmeßstreifen, auch ihre Aufklebmasse, mechanisch und ei. strisch umweltabhängig, insbesondere feuchtigkeitsempfindlich sind. Ein teilweises Auffüllen des Hohlraumes mit absorbierendem Mittel, wie Silikagel. vermeidet derartige Beeinflussungen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zum Prüfen und Eichen der Meßgenauigkeit von Werkstoffprüfmaschinen mit einem Verformungskörper für Druck-, Zug- und Biegebeanspruchungen, gekennzeichnet durch eine Kombination aus zwei voneinander unabhängigen, an sich bekannten, aus Dehnungsmeßstreifen gebildeten Meßbrückenschaltungen (λ) und (ft), von denen die Meßbrückenschallung (ο) zur Kraftmessung, die Meßbrückenschaltung (ύ) zur Symmetrieüberwachung der Lastverteilung in der Prüfmaschine durch Messung der Randspannungen des Verformungskörpers dient v; und deren Signale entweder gleichzeitig durch verschiedene Meßgeräte oder mittels eines Meßstellenumschalters zeitlich verschoben mit einem Gerät gemessen werden.

2. Verformungskörper nach Anspruch 1. u:idurch gekennzeichnet, daß dem Verformungskörper die aufgesetzten Dehnungsmeßstreifen umhüllend ein Mantel übergestülpt ist. der an einem (unteren) Rand befestigt wird, während er am anderen (oberen) Rand einen Dichtwulst gleitend umschließt.

3. Verformungskörper nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Dehnungsmeßstreifen aufnehmende Hohlraum zwischen Verformungskörper und Mantel zum Teil mit einem Feu.hHgkeit absorbierenden Mittel (z. B. Silikagel) aufgefüllt ist.

Prüfmaschine und die Symmetrie ihrer Lastverteilung, was insbesondere bei Prüfpressen von Wichtigkeit ist, nach einem wirtschaftlicherem Verfahren von einer einzigen Person bestimmt bzw. kontrolliert werden kann.

Mit den bisher gebauten elektronischen Kraftmeßdosen ist das nicht möglich, da diese nur das Messen einer gemittelten Belastung gestatten und außerdem in der Regel eine durch Kugelschalen oder Gelenke künstlich erzeugte sentrische Krafteinle."t.ung besit