DE1648604A1

DE1648604A1 - Device for loading test bodies according to a given force-time function

Info

Publication number: DE1648604A1
Application number: DE19671648604
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl-Ing Fuhrmann
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1967-02-10
Filing date: 1967-02-10
Publication date: 1972-01-27
Also published as: DE1648604B2; DE1648604C3

Description

Binrichtung zur Belastung von Prüfkörpern nach einer vorgegebenen Kraft-Zeit-Bunktion ~~~~~~~~~~~~~~ ~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Belastung von Prüfkörpern nach einer vorgegebenen Kraft-Zeit-Funktion unter. Verwendung einer mittels Servohydraulik in ihrer Fördermenge regelbaren und in ihrer Förderrichtung umkehrbaren Pumpe sowie eines hydraulischen Druckumsetzers. Direction for loading test specimens according to a specified Force-time function ~~~~~~~~~~~~~~ ~ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ The invention relates on a device for loading test specimens according to a specified Force-time function below. Use of a servohydraulic in their delivery rate adjustable and reversible in its delivery direction pump and a hydraulic one Pressure converter.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, die Regelung eines insbesondere für Flugzeugprüfanlagen bestimmten Niederdruckfrequenzpulsators nach einer vorgegebenen statigen Kraft-Zeit-Funktion ausfuhren zu lassen.The object on which the invention is based is the regulation a low-pressure frequency pulsator especially intended for aircraft test systems to be executed according to a given static force-time function.

Es ist bereits eine Einrichtung zur dynamischen Belastung von Prüfkörpern nach einer vorgegebenen Kraft-Zeit-Funktion benannt, nach welcher ein Prüfkörper durch den Kolben einer Prüfmaschine mittels Drucköl belastet wird, wobei die erzeugte Kraft in der Weise geregelt wird, daB von einem Bunktionsgeber eine elektrische Spannung abgegeben wird, die dem gewünschten Kraftverlauf auf den PrUfkörper proportional ist. Diese Spannung wird mit einer Spannung verglichen, die in der Weise gewonnen wird, daß die Kraft auf den Prüfkörper beispielsweise mittels einer Dehnungsmeßstreifen-Brückenschaltun= ng gemessen und die Differenzspannung der Dehnungsmeßstreifen in einem Verstärker soweit verstärkt wird, daB sie die gleiche Größenordnung wie die Sollspannung des genannten Funktionsgebers aufweist.It is already a device for dynamic loading of test specimens named after a given force-time function, according to which a test body is loaded by the piston of a testing machine by means of pressure oil, the generated Force is regulated in such a way that a function generator produces an electrical Voltage is delivered, which is proportional to the desired force curve on the test body is. This tension is compared with a tension obtained in this way will that the force on the test body for example by means of a Strain gauge bridge circuit measured and the differential voltage of the strain gauges is amplified in an amplifier to such an extent that it is of the same order of magnitude as has the nominal voltage of the function generator mentioned.

Dann wird in einem differenzbildenden Gerät die Differenz zwischen den beiden Spannungen, d. h. des Funktionsgebers und des Verstärkers gebildet, dle auch Fenlerspannung genannt wird, weil sie der Abweichung zwischen der Kraft, die auf dem Prüfkörper wirkt und der Kraft, die gemäß der Vorgabe des Funktionsgebers auf den Prüfkörper wirken soll, proportional ist. Diese Fehlerspannung wird dann einem Regelventil zugefuhrt, welches stärker öffnet, wenn die Kraft auf den Prüfkörper zu groß ist, und stärker schließt, wenn die Kraft zu klein wird. Auf diese Weise wird eine veränderliche Menge des Drucköles durch eine Rückleitung aus dem Druckzylinder abgeführt.Then the difference between the two voltages, d. H. of the function generator and the amplifier formed, dle also called Fenler's stress because it is the deviation between the force that acts on the test body and the force that is generated according to the specification of the function generator to act on the test body is proportional. This error voltage then becomes fed to a control valve, which opens more strongly when the force on the test body is too big, and closes stronger when the force is too small. In this way a variable amount of the pressure oil is fed through a return line from the pressure cylinder discharged.

Gemäß der Erfindung wird nun vorgeschlagen, an Stelle des bekannten Regelventils eine mittels Servohydraulik in ihrer Fördermenge regelbare und in ihrer Forderrichtung umkehrbare Pumpe zu verwenden und zu deren Regelung eine Aufteilung des an sich bekannten, am Prüfkörper befestigten Kraftgebers in zwei Geber vorzunehmen, so daß auf die Servohydraulik gleichzeitig und multiplikativ ein möglichst schneller, ausschließlich auf die charakteristische Form der vorgegebenen Kraft-Zeit-Funktion abgestimmter Regelbefehl und ein langsamer, nur auf die Konstanthaltung ausgewählter, für den Kraft-Zeit-Verlauf charakteristischer Kraft-Absolutwerte abgestimmter Regelbefehl einwirkt. Als solche ausgewählte Absolutwerte der Kraft werden im folgenden beispielhaft das auftretende Kraftmaximum und das auftretende Kraftminimum verwendet.According to the invention it is now proposed in place of the known Control valve a controllable by means of servohydraulics in its flow rate and in its To use a reversible pump and to regulate it a split make the known force transducer attached to the test body in two transducers, so that at the same time and multiplicatively the servohydraulics is as fast as possible, solely on the characteristic form of the given force-time function coordinated control command and a slow, only selected to keep constant, for control command coordinated with the force-time curve of characteristic absolute force values acts. Absolute values of the force selected as such are given below by way of example the occurring maximum force and the occurring minimum force are used.

Die Erfindung ist ferner gekennzeichnet durch die Verwendung eines schnellregelnden, innerhalb des Regelkreises fUr die Form der Kraft-Zeit-Funktion wirkenden Ventils, welches hinsichtlich des jeweiligen Istwertes durch einen als Geber wirkenden hydraulisch/elektrischen Druckumsetzers beeinflußt wird, der sich unmittelbar im Austrittsstutzen der umkehrbaren Pumpe befindet. Ferner ist Teil der Erfindune, dans die die Fördermenge und Förderrichtung der Pumpe bestimmende Regelstange durch eine Feder rückgeführt wird und die Fördermenge der Hilfspuape groß ist gegenüber der-Jenigen Ölmenge, die zum Verschieben des Kolbens erforderlich ist.The invention is further characterized by the use of a fast-regulating, within the control loop for the form of the force-time function acting valve, which with regard to the respective actual value by an as Encoder acting hydraulic / electrical pressure converter is influenced, which located directly in the outlet port of the reversible pump. Furthermore is part the invention, in that the flow rate and flow direction of the pump determine Control rod is fed back by a spring and the delivery rate of the auxiliary puape is large compared to the amount of oil required to move the piston is.

Aucun wird ein Teil der Erfindung in dem an sich bekannten Kompensatorsystem gesehen, welches ausgehend von dem als Dehnungsmeßstreifen gestalteten Geber für die Kraft am Prüfkörper und nach Vergleich der hieraus gewonnenen Istwerte für zwei charakteristische Absolutwerte der Prüfkraft mit den entsprechenden Sollwerten den Regelkreis multiplikativ beeinflußt.Aucun becomes part of the invention in the compensator system known per se seen which starting from the transducer designed as a strain gauge for the force on the test body and after comparing the actual values obtained from this for two characteristic absolute values of the test force with the corresponding nominal values Control loop influenced multiplicatively.

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Einrichtung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.Further details of the device according to the invention result from the following description and the drawing.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise und in schematischen Darstellungen wiedergegeben, und zwar zeigt : Fig. 1 eine bekannte Einrichtung, während die Fig. 2 die erfindungsgemäße Einrichtung veranschaulicht.In the drawing, the invention is exemplified and in schematic Representations shown, namely: Fig. 1 shows a known device, while Fig. 2 illustrates the device according to the invention.

In Fig. 1 ist mit 1 der in einer Wand 2 fest verankerte Prüfkörper benannt, der durch den Kolben 3 der Prüfmaschine belastet wird, in deren Zylinder 4 hinein eine Pumpe 5 Drucköl liefert. Geregelt wird die Prufkraft in der Weise, daß von einem Funktionsgeber 6 eine. elektrische Spannung abgegeben wird, die dem gewünschten Kraftverlauf auf den Prüfkörper 1 proportional ist. Mit 7 ist eine Dehnungsmeßstreifen-Brückenschaltung und mit 8 ein Verstärker bezeiehnet. In einem Differenz bildenden Gerät 9 wird die Differenz zwischen den Spannungen aus den Geräten 6 und 8 gebildet.In Fig. 1, 1 is the test body firmly anchored in a wall 2 named, which is loaded by the piston 3 of the testing machine, in the cylinder 4 into a pump 5 supplies pressure oil. The test force is regulated in such a way that that from a function generator 6 a. electrical voltage is emitted, which the desired force curve on the test body 1 is proportional. With 7 is a strain gauge bridge circuit and with 8 an amplifier is denoted. In a difference forming device 9 is the Difference between the voltages from devices 6 and 8 is formed.

Diese Differenz, die auch Fehlerspannung genannt wird, wird einem Regelventil 10 zugeführt, welches stärker öffnet, wenn die Kraft auf den Prüfkörper 1 zu groß ist und stärker schließ, wenn die Kraft zu klein wird. Hierdurch wird eine veränderliche Olmenge durch eine Rückleitung 11 aus dem Zylinder 4 abgeführt. Die Rohrleitung 12 verbindet den Zylinder 4 und das Regelventil 10.This difference, also called the error voltage, becomes a Control valve 10 supplied, which opens more strongly when the force on the test body 1 is too big and closes stronger when the force is too small. This will a variable amount of oil is discharged from the cylinder 4 through a return line 11. The pipe 12 connects the cylinder 4 and the control valve 10.

Eine solche Einrichtung arbeitet jedoch nur einwandfrei, wenn die Rohrleitung 12 zwischen dem Druckzylinder 4 und d dem Regelventil 10 verschwindend kurz gemacht werden kann, es sind ferner die Grenzen einer solchen Einrichtung durch die GröBe des Ventils gegeben und dadurch beatimmt, daß bei großen Anlagen die verfügbaren Querschnitte nicht mehr ausreichen.However, such a device only works properly if the Pipeline 12 between the pressure cylinder 4 and the control valve 10 disappearing can be made brief, there are also the limits of such a facility given the size of the valve and thereby ventilated that in large systems the available Cross-sections are no longer sufficient.

Es ist versucht worden, in diesem Fall auf eine Einrichtung gemäß Fig. 2 überzugehen, wobei wiederum als Prüfkörper 13 ein in einer Wand 14 befestigter Biegebalken Verwendung findet, der durch den Kolben 15 einer Prüfmaschine mit dem Druckzylinder 16 belastet wird. An Stelle der bisherigen Pumpe 5 (Fig. 1) wurde jedoch nun unter Wegfall des Ventils 10 eine regelbare und in ihrer Förderrichtung durch eine Steuerstange 17 umkehrbare Pumpe 18 verwendet. Wenn Fördermenge und Forderrichtung laufend nachgeregelt werden, müßte es möglich sein, auch mit dieser Pumpe einen beliebigen Kraft-Zeit-Verlauf zu verwirklichen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß statt dessen ein von Störschwingungen stark überlagerter Kraftverlauf herauskommt, was daran liegt, daß die Leitung 19 zwischen Pumpe 18 und dem Zylinder 16 im Gegensatz zu der Leitung 12 (vgl. Fig. 1) keineswegs verschwindend klein gemacht werden kann, sondern vielmehr gegebenenfalls eine Lange von vielen Metern aufweist. Dadurch wird ein Regelkreis, wie er in Fig. 1 dargestellt ist, für den Fall der Pumpe 18 unmöglich gemacht. Es führt nämlich nicht zum gewunschten Ergebnis, wenn etwa von der Dehnungsmeßstreifen-Brückenschaltung 20 ausgegangen und damit die Fördermenge und die Forderrichtung der Pumpe 18 beeinflußt wird, da die durch die Lange der Rohrleitung 19 auftretende Verzbgerung im Regelkreis diesen arbeitsunfähig macht.Attempts have been made in this case to a device according to Fig. 2 to go over, again as a test body 13 in a wall 14 attached Bending beam is used by the piston 15 of a testing machine with the Printing cylinder 16 is loaded. In place of the previous pump 5 (Fig. 1) was but now with the elimination of the valve 10 a controllable and in its conveying direction Pump 18 reversible by a control rod 17 is used. If the delivery rate and direction of delivery be continuously readjusted, it should be possible to use this pump as well to realize any force-time curve. However, it turned out that instead a force curve strongly superimposed by interfering vibrations emerges, which is because the line 19 between the pump 18 and the cylinder 16 in contrast to the line 12 (see. Fig. 1) can by no means be made vanishingly small, but rather possibly has a length of many meters. This will a control loop as shown in FIG. 1 is impossible for the case of the pump 18 made. This is because it does not lead to the desired result, for example from the strain gauge bridge circuit 20 assumed and thus the delivery rate and the forward direction of the pump 18 influenced because the delay in the control loop caused by the length of the pipeline 19 makes him unable to work.

Die erfindungsgemäße Einrichtung gemäß Fig. 2 ist nun in der Lage, einen durch einen Punktionsgeber 21 vorgegebenen Kraft-Zeit-Verlauf mit Hilfe einer regelbaren und in ihrer Förderrichtung umkehrbaren Pumpe 18 ohne störende Schwingungen auf einen Prüfkörper 13 zu bringen. Diese Einrichtung bedient sic dabes einer Aufteilung des Kraftgebers, der in Fig. 1 als Dehnungsmeßstreifen-Brückenschaltung 7 dargestellt ist, in zwei Kraft-bzw. Druckgeber, von denen der eine Truck 22 sich unmittelbar im Ausgangsstutzen der Pumpe 18 befindet und für die Formwiedergabe der gewünschten Kraft-Zeit-Funktion 21 verantwortlich ist, die mit Hilfe eines möglichst verzögerungsfrei und schnell arbeitenden Regelkreises nachgebildet wird, wogegen der andere Kraftgeber 20 mit dem Prüfkörper verbunden ist und rober eine langsam arbeitende Nachführeinrichtung für die Einhaltung des Kraftmaßstabes, d. h. also der Absolut-Werte von Kraftmaximum und Kraftminimum sorgt.The device according to the invention according to FIG. 2 is now able to a force-time curve predetermined by a puncture sensor 21 with the aid of a adjustable and in their Direction of delivery reversible pump 18 without to bring disturbing vibrations to a test body 13. This facility served sic dabes a division of the force transducer, which is shown in Fig. 1 as a strain gauge bridge circuit 7 is shown in two force or. Pressure transducers, one of which is truck 22 located directly in the outlet port of the pump 18 and for the shape reproduction the desired force-time function 21 is responsible, with the help of a possible delay-free and fast working control loop is simulated, whereas the other force transducer 20 is connected to the test body and one slowly working tracking device for compliance with the force scale, d. H. so the absolute values of maximum and minimum strength.

Die also in die beiden Geber 20 und 22 aufgeteilte Einrichtung arbeitet wie folgt : Der Fuskticnsgeber 21 liefert eine Spannung, die einen beliebigen, beispielsweise empirisch aufgenommenen Zeitverlauf haben kann. Der Einrichtung ist die Aufgabe gestellt, auf den Prüfkörper 13 eine Kraft auszuüben, deren zeitlicher Verlauf und deren Maxima und Minima dem Verlauf und den Grenzwerten der Spannung genau entsprechen. Zur Erzeugung der Kraft bedient sich die Einrichtung eines Druckumsetsers 1t, d. h. eines Zylinders mit Kolben 15, wobei vorausgesetzt werden kann, daß die Kraft auf den PrUfkörper 13 stets proportional dem Druck im Zylinder 16 ist.The device, which is divided into the two transmitters 20 and 22, works as follows: The Fuskticnsgeber 21 supplies a voltage that any, for example can have empirically recorded time course. The establishment is the task made to exert a force on the test body 13, the time course and whose maxima and minima correspond exactly to the curve and the limit values of the voltage. To generate the force, the device uses a pressure converter 1t, i. H. a cylinder with piston 15, it can be assumed that the force on the test body 13 is always proportional to the pressure in the cylinder 16.

Die Spannung 21 wird in einem Verst@@@@@ @@@@@@ dessen @erstärkungsgrad mit Hilfe ein@@@ @@@ @@@op@@@ @er auch als Motor ausgebildet sein kann, eimgestellt werden kann, verstärmt. Außerder kann der Nullpunkt des Verstärkers 23 durch ales in Fig. 2 als Spannungsquelle 25 und Potentiometer 26 schematisch dargestellte Einrichtung mit Hilfe eines Drehnpfes 27, der auch als Stell@oter ausgebildet sein kann, verstellt werder. Aus de Verstä@ker 23 kommt also über die @eitu@g 2@ eim Signal, welches in seiner charakteristischen Form noch wie vor dem Spannungsverlauf des Funktionsgebers 21 1 entspricht, hinsichtlich der Absolut-Werte seiner maxima und Minima jedoch mit Hilfe der Drehkncpfe 24 und 27 verändert werden kann. Dieses Signal wird in einem differenzbildenden Glied 29 in bekannter Weise mit der Ausgan, gsspannung @ eines Druckgebers verglichen, welcher unmittelbar im Austrittsstutsen der Pumpe 18 sitzt und den dort herrschenden Druck in eine proportionale Spannung verwandelt. Die i-in Gerät 29 gebildete Differenz kann als Fehlerspannung bfzeichnet werden, da sie dem Unterschied zwischen der in der Leitung 28 vorgegebenen Sollspannung und der vom Geber 22 abgegebenen Istspannung proportional ist. Diese Fehlerspannung wird des ReÆelventil 30 zugeführt, dessen Eröffnungsquerschnitt proportional ist der anliegenden elektrischen Spannung aus der Leitung 28. Bine Hilfspumpe 32 fördert eine constante Olmenge je Zeiteinheit in den Servozylinder 31 der Pumpe 18 ; dieselbe Olmenge entläBt das Regelventil 30 aus dem Servozylinder, wobei die durchflieBende Ölmenge groß ist gegenüber derjenigen, die zur Verschiebung des Kolbens 3n erforderlich ist, welche über die Regelstange 17 Fördermenge und Förderrichtung der Pumpe 18 beeinflußt. The tension 21 is given in a reinforcement @@@@@ @@@@@@ whose @ degree of reinforcement with the help of a @@@ @@@ @@@ op @@@ @ it can also be designed as a motor can be reinforced. In addition, the zero point of the amplifier 23 can be given by ales Device shown schematically in FIG. 2 as voltage source 25 and potentiometer 26 adjusted with the help of a rotary cup 27, which can also be designed as a servo get. From the amplifier 23 comes via the @ eitu @ g 2 @ eim signal which in its characteristic form as before the voltage curve of the function generator 21 corresponds to 1, but with regard to the absolute values of its maxima and minima can be changed with the help of the rotary knobs 24 and 27. This signal is in a difference-forming member 29 in a known manner with the output voltage @ a pressure sensor compared, which is directly in the outlet port of the pump 18 sits and transforms the pressure prevailing there into a proportional tension. The difference formed in device 29 can be plotted as the error voltage, since it is the difference between the setpoint voltage specified in line 28 and the actual voltage output by the transmitter 22 is proportional. This error voltage is fed to the reÆel valve 30, the opening cross section of which is proportional the applied electrical voltage from the line 28. Bine auxiliary pump 32 promotes a constant amount of oil per unit of time in the servo cylinder 31 of the pump 18; same The control valve 30 discharges the amount of oil from the servo cylinder, whereby the amount of oil flowing through The amount of oil is large compared to that required to move the piston 3n is which, via the control rod 17, the delivery rate and delivery direction of the pump 18 influenced.

Hierdurck entsteht bei Verkleinerung der Spannung 28 eine Verkleinerung des Durchtrittsquerschnittes des Regelventiles 30 und dadurch ein Ansteigen des Oldruckes im Zylinder 31. As a result, when the voltage 28 is reduced, a reduction occurs of the passage cross section of the control valve 30 and thereby an increase in the Old print in cylinder 31.

Der Öldruck im Zylinder 31 drückt den Kolben 33, der mit der Regelstange 17 der Pumpe 18 verbunden ist, gegen eine Feder 34. Ist der Druck auf den Geber 22 zu klein, so bildet sich eine negative Fehlerspannung im Gerät 29. Sie führt dazu, daß das Ventil 30 stärker schließt ; es baut sich im Zylinder 31 ein höherer Druck auf, der den Kolben 33 weiter nach links'gegen die Feder 34 bewegt und die Pumpe 18 durch Verstellung der Steuerstange 17 auf größere Fördermenge regelt. Die größere Fördermenge macht sich-zunächst im Geber 22 in Form eines höheren Druckes bemerkbar. Dieser Druck pflanzt sich durch die Leitung 19 in den Zylinder 16 fort und wirkt verzögert und abgeschwächt als Kraft über den Kolben 15 auf den Prüfkörper 13. The oil pressure in the cylinder 31 pushes the piston 33, which is connected to the control rod 17 of the pump 18 is connected against a spring 34. Is the pressure on the encoder 22 is too small, a negative error voltage forms in the device 29. It leads to the fact that the valve 30 closes more strongly; a higher one builds up in cylinder 31 Pressure which moves the piston 33 further to the left against the spring 34 and the Pump 18 regulates the flow rate by adjusting the control rod 17. the A larger delivery rate is first made in the encoder 22 in the form of a higher pressure noticeable. This pressure is propagated through line 19 into cylinder 16 and acts delayed and weakened as a force via the piston 15 on the test body 13th

Der Regelkreis, bestehend aus den Gebern 22 und 21 mit Verstärker 23, differenzbildendem Glied 29, Ventil 30 und der Pumpe 18 mit Servo-Einrichtung, enthält verzögernde Bestandteile nur in einem Ausmaße, welches technisch beherrschbar ist, z. B. die Anspreciiverzögerung des Ventils 30 und die zum Aufbau des Druckes im Zylinder 31 erforderliche Zeit, insbesondere aber keine verzögernden Bestandteile, die vom Vert suchsaufbau, insbesondere der Leitung 19, abhängen und arbeitet deshalb im Sinne eines Regelkreises einwandfrei. Die in der Leitung 28 vorgegebene Kraft-Zeit-Funktion wird als Druck-Zeit-Funktion auf dem Geber 22 einwandfrei nachgebildet. The control circuit, consisting of the sensors 22 and 21 with amplifier 23, differential element 29, valve 30 and the pump 18 with servo device, contains retarding components only to an extent that is technically controllable is e.g. B. the response delay of the valve 30 and the pressure build-up time required in cylinder 31, but in particular no delaying components, which depend on the search structure, in particular the line 19, and therefore works flawless in the sense of a control loop. The force-time function specified in line 28 is perfectly reproduced as a pressure-time function on the encoder 22.

Der Prüfkörper 13 erhält eine Kraft-Zeit-Funktion, die zwar die gleiche charakteristische Form aufweist wie die vorgegebene Funktion 21, sich aber hinsichtlich der Phasenlage und Größe der Maxima und Minima durchaus von dieser Funktion unterscheiden kann, weil die Leitung 19 einen Druckverlust und eine Verzögerung mit sich bringt, die ganz erheblich sein können. Um nun auch Größe der Kraftminima und Kraftmaxima auf die gewunschten Werte zu bringen, wird über den Geber 20 die auf den Prüfkörper wrkende Kraft abgenommen.The test body 13 receives a force-time function that is the same Has characteristic shape like the predetermined function 21, but with regard to the phase position and size of the maxima and minima differ from this function can, because the line 19 brings a pressure loss and a delay, which can be quite significant. Now also the size of the minimum and maximum strengths To bring it to the desired values, the transmitter 20 is used to apply to the test body working force decreased.

Die Aussage des Gebers 20, der beispielsweise aus Dehnungsmeßstreifen bestehen kann, wird im Verstärker 35 verstärkt, gleichzeitig wird in bekannter Weise dafür gesorgt, daB aus dem Verstärker 35 nicht der gesamte Funktionsverlauf, sonderr lediglich die, Maxima und die Minima der Kraft-Zeit-Funktion ausgegeben und über eine vorgegebene Zeit, mindestens aber bis zum Eintreffen des nächsten Maximum-bzw. Minimumwertes gespeichert werden.The statement of the encoder 20, for example from strain gauges can exist, is amplified in the amplifier 35, at the same time in a known manner it is ensured that not the entire function sequence from the amplifier 35, but rather only the, maxima and minima of the force-time function are output and over a predetermined time, but at least until the arrival of the next maximum or. Minimum value can be saved.

In'einem ersten Schritt der erfindungsgeinäBen Ausbildung der Anlage wird Kraftmaximum und Kraftminimum in zwei Anzeigegeräten, die an die-Leitungen 36 und 37 angeschlossen werden, angezeigt. Der Bedienungsmann vergleicht das angezeigte Kraftmaximum und Kraftminimum mit den durch den Funktionsgeber 21 vorgegebenen Werten und verstellt den Verstärkungsgrad des Verstärkers 23 mit Hilfe des Drehknopfes 24 und den Nullpunkt des Verstärkers 23 mit Hilfe des Drehknopfes 27 so lange, bis das am Prüfkörper 13 anliegende und durch das Meßgerät 20 gemessene Kraftmaximum und Kraftminimum mit den Sollwerten des Gebers 21 übereinstimmt. Es wird auf diese Weise durch den Verstärker 23 zwischen dem Signal, welches sich in der Leitung 28 befindet, und dem Geber 21 kunstlich eine solche Differez erzeugt, wie sie auf der anderen Seite durch die Reibungen in der Leitung 29 zwischen Pumpe 18 und den Prüfkörper 13 wieder rückgängig gemacht wird.In a first step of the construction of the system according to the invention is maximum force and minimum force in two display devices attached to the lines 36 and 37 are displayed. The operator compares the displayed one Maximum force and minimum force with the values specified by the function generator 21 and adjusts the gain of the amplifier 23 with the aid of the rotary knob 24 and the zero point of the amplifier 23 with the help of the rotary knob 27 until the maximum force applied to the test body 13 and measured by the measuring device 20 and the minimum force corresponds to the setpoints of the transmitter 21. It is in this way by the amplifier 23 between the signal, which is in the line 28 is located, and the transmitter 21 artificially creates such a difference, as on the other hand due to the friction in the line 29 between the pump 18 and the test body 13 is reversed.

Zur vollen Wirkung kommt die erfindungsgemäße Aufteilung auf die beiden Geber 20 und 22 jedoch dann, wenn auch der zweite Schritt der erfindungsgemäßen Ausbildung der Einrichtung getan wird. Hiernach wird auch das Signal des Funktionsgebers 21 mit Hilfe eines Verstärkers 3ei, der gleich gebaut ist wie der Verstärker 35, verstärkt und zu einer statischen Anzeige des Kraftmaximums 39 und des Kraftminimums 40 aufgeteilt. Der Sollwert des Kraftmaximums 39 wird nun mit dem Istwert des Kraftmaximums 36 in einem differenzbildenden Gerät 41 verglichen ; dieses Gerät ist in Fig. 2 mit einer Anzeige der Differenzspannung gezeicnnet. Die Differenzspannung wird benutzt, um in bekannter Weise nach dem Kompensator-Prinzip den Stellmotor 24 langsam zu verstellen, so lange, bis die Spannung im Gerät 41 gleich Null geworden ist. In derselben Weise wird damit der Stellmotor 27 langsam verstellt.The division according to the invention has its full effect on the two Donors 20 and 22, however, if the second step of the invention Training the facility is done. The signal from the function generator is then also activated 21 with the help of an amplifier 3ei, which is built in the same way as the amplifier 35, amplified and to a static display of the maximum force 39 and the minimum force 40 split. The setpoint of the maximum force 39 is now with the actual value of the maximum force 36 compared in a difference-forming device 41; this device is shown in fig drawn with a display of the differential voltage. The differential voltage is used to the servomotor 24 slowly in a known manner according to the compensator principle adjust until the voltage in the device 41 has become zero. In The servomotor 27 is thus slowly adjusted in the same way.

Auf diese Weise erhält der Prüfkörper 13 einen Kraftverlauf, der sowohl in seiner charakteristischen Form wie auch hinsichtlich der Kraftmaxima und Kraftminima der durch den Geber 21 vorgegebenen Funktion entspricht.In this way, the test body 13 receives a force curve that both in its characteristic shape as well as with regard to the maximum and minimum forces corresponds to the function specified by the transmitter 21.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen Ausbildung gegenüber der Verwendung einer Regelpumpe 18 ohne die erfindungsgemäßen Bauelemente liez, en in folgendem begründet : Durch die Aufteilung in. zwei Geber arbeitet die Anlage auch bei langen Leitungen 19 stabil. Sie ist sogar unabhängig von evtl. in dieser Leitung sich einstellenden Resonanzen innerhalb der Olsäule. Diese können zwar Phasenverschiebungen zwischen der Kraft auf den Prüfkörper 13 und dem Sollwert der Kraft 21 hervorrufen ; die für Prüfmaschinen wesentlichen Größen der Kraftmaxima und Kraftminima bleiben jedoch ebenso erhalten wie der grundsätzliche Verlauf der Kraft-Zeit-Funktion.The advantages of the training according to the invention over the use a control pump 18 without the components according to the invention lie in the following justified: Due to the division into two encoders, the system also works with long Lines 19 stable. It is even independent of anything that may arise in this line Resonances within the oil column. Although these can have phase shifts between the force on the test body 13 and the nominal value of the force 21; the For testing machines, however, the essential values of the maximum and minimum forces remain as well as the basic course of the force-time function.

Hierzu trägt die Anordnung des Gebers 22 im Austrittsstutzen der Pumpe 18 wesentlich bei.This is supported by the arrangement of the transmitter 22 in the outlet connection of the pump 18 significantly contributes.

Als besenders vorteilhaft für die Stabilität des aus den Elementen 21 bis 34 gebildeten Regelkreises erwies es sich ferner, den Kolben 33 der Servohydrauli'c nit einer Federrückführung 34 zu versehen, so daB die Kolbenstellung dank großer Fördermenge der Pumpe 32 sehr schnell eine dem Eröffnungsquerschnitt des Regelventiles 30 proportionale Lage einnimmt, und nicht etwa, was ohne Feder oder bei zu kleiner Fördermenge der Fall wäre, die Kolbengeschwindigkeit dem Eröffnungsquerschnitt proportionalwird. Im letzteren Falle wurde nämlich infolge des integralen Zusammenhanges zwischen der Kraft auf den Prüfkörper 13 und der Fördermenge der Pumpe 18, die ihrerseits der Kolbenstel- . lung 33 proportional ist, der gesamte Regelhub zwei Integralglieder enthalten, wogegen dank der Verwendung der Feder 34 und'der ausreichenden ölmenge der Pumpe 32 eine reine Integralregelung mit einem integralen Glied zustande kommt.As a besender advantageous for the stability of the elements 21 to 34 formed control loop, it also turned out to be the piston 33 of the Servohydrauli'c n to be provided with a spring return 34, so that the piston position thanks to large The delivery rate of the pump 32 very quickly corresponds to the opening cross section of the control valve 30 assumes a proportional position, and not something without a spring or with too small Delivery rate would be the case, the piston speed is proportional to the opening cross-section. In the latter case, as a result of the integral relationship between the force on the test body 13 and the delivery rate of the pump 18, which in turn the piston . ment 33 is proportional to the entire control stroke contain two integral members, whereas thanks to the use of the spring 34 und'der sufficient oil quantity of the pump 32 a pure integral control with an integral Link comes about.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e-1. Device for loading test specimens according to a specified force-time function using a servo-hydraulic system The pump is adjustable in its delivery rate and reversible in its delivery direction of a hydraulic pressure converter, characterized in that a division of the known force transmitter (7, Fig. 1) in two transmitters (2Q, 22) takes place and on the servohydraulics (31 to 34) simultaneously and multiplicatively one as possible fast, exclusively on the characteristic form of the given force-time function of the function generator (21) coordinated control and a slow one, only to keep it constant two, for the force-time curve f characteristic force absolute values matched Affect regulation.

2. Binding device according to claim 1, characterized by the. use a fast regulating, within the control loop for the form of the force-time function acting valve (30), which in terms of each. temporary actual value by a hydraulic / electrical pressure converter (22) acting as a transmitter will, which is located directly in the outlet connection of the pump (18).

3. Device according to claim 1 and 2, characterized in that the control rod (17) which determines the delivery rate and delivery direction of the pump a spring is returned and the delivery rate of the auxiliary pump is large compared to that amount of oil that is required to move the piston (33).

4. Device according to claim 1, 2 and 3, characterized by a known compensator system, which based on a transmitter (20) for the force on the test body and after comparing the actual values obtained from this for two characteristic absolute values of the test force with the corresponding nominal values Control loop influenced multiplicatively.

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