DE1903042A1

DE1903042A1 - Physikalische Pruefmaschine

Info

Publication number: DE1903042A1
Application number: DE19691903042
Authority: DE
Inventors: Denis Kaye; Hadley Herbert Roy
Original assignee: Saml Denison and Son Ltd
Current assignee: Saml Denison and Son Ltd
Priority date: 1968-01-26
Filing date: 1969-01-22
Publication date: 1969-08-21
Also published as: GB1244173A; US3545263A; CH494405A

Description

Sh 1203

Saml. Denison A Son Ltd., Leeds/England

Physikalische Prüfmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine physikalische Prüfmaschine, die einen Tisch enthält, der sich im Kugeldichtungseingriff mit einem Lagerglied befindet, wodurch ein Einstellen des Tisqhes ermöglicht wird, um eine Arbeitsfläche in Berührungsausrichtung auf ein Werkstück zu bringen.

Maschinen der oben genannten Art benutzen gewöhnlich Reibungswirkung zwischen dem Kolben und dem Lagerglied, um den Tisch in seiner Stellung zu halten, während das Prüfstück gegen den Tisch gepreßt wird. Es hat sich bei dieser Anordnung der Nachteil herausgestellt, daß während der Prüfung eine gewisse Bewegung des Tisches relativ zum Lagerglied auftreten kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der oben genannten Art zu schaffen, die diesen Nachteil vermeidet.

Bei einer physikalischen Prüfmaschine mit einem Lagerglied und einem Tisch, die teilweise kugelförmige, in Kugeldichtungseingriff befindliche Oberflächen aufweisen, die eine begrenzte winklige Verstellung des Tisches relativ zum Lagerglied gestatten, wird diese Aufgabe erfin-

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dungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Verstellen des Tisches relativ zum Xagerglied in irgendeiner winkligen Yeretelllage eine lösbare Feststelleinrichtung vorgesehen ist.

Einzelheiten der Erfindung sind in der Beschreibung eines in der Zeichnung veranschaulichten A_usführungsbeispieles erklärt. Es zeigen

Fig.1 einen Teilschnitt einer erfindungsgemäßen physikalischen Prüfmaschine mit dem oberen und unteren Tisch sowie mit einem dazwischen angeordneten Prüfstück;

Fig.2 eine schematische Darstellung einer Hydraulikanlage der Maschine.

Die in Fig.1 dargestellte physikalische Prüfmaschine dient zum Prüfen von Betonblocks durch Druck. Die Maschine enthält ein Gestell 11, das einen unteren Tisch 12 und einen oberen Tisch 13 trägt. Letzterer ist in einer Relativlage zum Gestell feststellbar (wie anschließend beschrieben). Der untere Tisch bildet einen Teil eines in herkömmlicher Weise wechselseitig vertikal wirkenden hydraulischen Druckkolbens (oder ist daran befestigt), um ein Prüfstück H zwischen den Arbeitsflächen 13a,12a der Tische zu zerdrücken.

Das Gestell 11 trägt ein Gehäuse 15, das einen Körper 16 aufweist, dessen zylindrische Innenwand 10 eine axial verlaufende vertikale öffnung bildet. Weiterhin weist das Gehäuse 15 eine mit Bolzen 9 am Körper befestigte Abdeckplatte 19 auf, die das obere Ende der öffnung abschließt. In der Platte ist ein zentraler Durchgang vorgesehen, der mit einer in der unteren Fläche der Abdeckplatte und in-

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nerhalb der Körperöffnung befindlichen flachen Vertiefung 2? verbunden ist. Ein Dichtungsring (C-Ring) 24 dichtet die Abdeckplatte gegenüber dem Körper ab, Die Abdeckplatte wird in ihrer Lage befestigt, nachdem der obere Tisch und eine Peststelleinrichtung dafür innerhalb der Körperöffnung angebracht sind.

Die Peststelleinrichtung enthält ein Lagerglied 17 und einen Ringkörper 18, die in der Körperöffnung angeordnet sind. Die Öffnungswand 10 ist abgesetzt und bildet eine Schulter 20, auf der der Ringkörper sitzt. Durch Bolzen 21 ist der Ringkörper innerhalb der öffnung mit dem Lagerglied verbunden, so daß das Lagerglied gegen eine untere Fläche 22 des Gehäuses gepreßt wird. Das Lagerglied besitzt eine zentrale Öffnung mit einer zylindrischen Wand 25, die in eine durch eine halbkugelförmige Lageraberflache 26 gebildete Ausnehmung einmündet.

In der dem Lagerglied abgewandten Fläche 30 weist der Ringkörper 18 eine ringförmige Vertiefung auf, die durch eine ringförmige Schulter 28 und eine sie umgebende Wand 29 gebildet wird, Um den Rand mit Abstand angeordnete Löcher der Fläche 30 enthalten Schraubenfedern, die normalerweise aus den Löchern herausragen.

Eine biegsame Metallmembrane 35 ist zwischen zwei Polstern angeordnet, die aus einem Material von hohem Reibungskoeffizienten bestehen und die Form von Reibungsringen 32 und 36 aufweisen. Die Ringe und die Membrane berühren normalerweise nicht die Umfangswand 29, so daß eine beschränkte radiale Bewegung der Ringe und der Membrane möglieh ist.

Der obere Tisch 13 besitzt einen massiven halbkugelförmigen Teil 41, der mit der Arbeitsfläche 13a versehen

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ist. Der halbkugelförmige Teil weist eine Seite 41a auf, die komplementär zur halbkugelförmigen Lageroberfläche 26, _; des Lagergliedes ausgebildet ist, so daß dadurch eine Kugeldichtung gebildet wird. Ein Zapfen 42 erstreckt sich senkrecht von der Krone des halbkugelförmigen Teiles 41 durch die Öffnung des Lagergliedes, ohne dabei die Wand 25 zu berühren. Der Zapfen 42 besitzt in der Nähe seines oberen Endes einen in seiner Dicke verkleinerten Teil 43, der verschiebbar ein paar Klemmringe 44,45 und die Membrane 35 aufnimmt. Die Menbrane ist durch Bolzen 40 zwischen " die Ringe 44,45 geklemmt. Am Ende des Zapfens ist eine Unterlegscheibe 46 durch einen Gewindestift 47 und darauf vorgesehenen Kontermuttern 48 angebracht. Auf den Zapfen ist eine Schraubendruckfeder 50 angeordnet, die sich zwischen dem oberen Ende des Lagergliedes 17 und der Membrane 35 befindet, so daß sie die Membrane anhebt.

Der obere Tisch 13 ist daher mittels Beiner Membrane aufgehängt. D ie Druckfeder 50 dient zur Halterung der Membrane und besitzt eine ausreichende Federkraft, um die halbkugelförmigen Lageroberflächen der Kugeldichtung in gegenseitiger Berührung zu halten. Die Feder zentriert k außerdem die Menbrane und den oberen Tisch«

Ein Stempel 53 ist in der GehäuseÖffnung zwischen dem Ringkörper 18 und der Abdeckplatte 19 verschiebbar angebracht, wobei ein Dichtungsring (0-Ring) 54 eine Dichtung zwischen dem Stempel und der Öffnungewand 10 bildet. Die untere Fläche des Stempels weist einen ringförmigen Ansatz 55 auf, der mit dem darunter liegenden ReJLbungsring 36 Übereinstimmt, Eine Anzahl von Schraubenfedern 31 wird durch den Ringkörper 18 getragen und drückt derart gegen den den Ansatz 55 umgebenden Rand deB Stempels, daß der Stempel vom Reibungsring 36 angehoben und gegen das Wider*- lager der Abdeckplatte gedrückt wird, line Ausnehmung 56 im Stempel nimmt die Kontermuttern 48 und den Über den Reibungaring 36 hinausragenden Teil des Stiftes 47 auf.

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Der obere Tisch ist auf Grund des Eingriffs seiner Kugeldichtung in das Lagerglied in jede Winkelrichtung in einem Ausmaß winklig beweglich, das durch den radialen Spielraum möglich ist, der zwischen dem Zapfen 42 und der Wand 25 des Lagergliedes sowie zwischen der Membrane 35 und der Umfangswand 29 der Vertiefung vorgesehen ist. Die Arbeitsfläche 13a des oberen Tisches kann daher horizontal liegen - wie in Pig.1 dargestellt - oder sie kann geringfügig in jede Winkelrichtung von der Horizontalen abweichen.

Die Hydraulikanlage, die für die Zufuhr ν on Druckflüssigkeit zum hydraulischen Druckkolben vorgesehen ist, dient außerdem zur Steuerung der Feststelleinrichtung»

Die Hydraulikanlage ist in Pig.2 schematisah dargestellt. Eine durch einen Elektromotor 71 angetriebene Pumpe 70 ist mit einem Vorratsbehälter 72 für Druckflüssigkeit verbunden. Ferner weist die Pumpe eine Verbindung mit einem Steuerventil 73 auf, das durch Elektromagnete 74 geschaltet wird. Zwischen der Pumpe und dem Ventil 73 ist ein einstellbares Rückflußventil 75 angeschlossen. Das Steuerventil 73 kann so eingestellt werden, daß die Pumpe mit dem Vorratsbehälter verbunden ist,, wodurch Druckflüssigkeit vom Vorratsbehälter durch die Pumpe und das Steuerventil und zurück zum Vorratsbehälter zirkuliert, oder es kann so eingestellt werden, daß die Pumpe mit einer Abflußleitung 76 verbunden wird, die Abzweigleitungen 76a und 76b aufweist. In der Abflußleitung 76 ist ein Druckmeßgerät 77 vorgesehen. -^i: '

Die Abzweigleitung 76a ist mit dem den unteren Tisch 12 bildenden Druckkolben-durch ein Steuerventil (Fölgeventil) 78 verbunden, das bei einem niedrigen Hydraulikdruck offen, ist, jedoch bei einem vorgegebenen Wert fz.fio^

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ca. 4,9 kg/cm ) schließt, wenn der Druck ansteigt. Parallel zu dem Steuerventil befindet sich ein druckkoir.pensiertes Druchflußsteuerventil 79, das normalerweise einstellbar ist, um eine erforderliche DurchfluQmenge von Druckflüssigkeit zu dem unteren Tisch 12 bei geschlossenem Steuerventil 78 vorzusehen. Ein manuell betätigbares Ablaßventil 80 ist zwischen dem unteren Tisch 12 und den Ventilen 78,79 vorgesehen und weist eine Verbindung mit dem Vorratsbehälter 72 auf.

Die Abzweigleitung 76b ist mit dem in Fig.2 nicht dargestellten Durchgang 8 im Gehäuse 15 des oberen Tisches 13 durch ein Rückschlagventil 81 verbunden, das nur einen Durchfluß in Richtung des oberen Tisches 13 gestattet, wenn der Druck einen vorgegebenen Wert übersteigt. Bin Absperrventil 82 ist zwischen dem oberen Tisch und dem Rückschlagventil 81 vorgesehen und parallel dazu ist mit dem Letzteren ein Einweg-Sperrventil 84 verbunden, das in entgegengesetzter Richtung zum Rückschlagventil 81 wirkt. Die Anlage enthält an mehreren Stellen Filter 83, um einem Verstopfen der Ventile durch feste Stoffe vorzubeugen.

Um die Druckprüfung eines Prüfstückes 14 einzuleiten, wird zunächst die Pumpe in Tätigkeit gesetzt, um die Druckflüssigkeit durch das Steuerventil 73 zirkulieren zu lassen. Das Rückflußventil 75 wird so eingestellt, daß es den gewünschten Höchstdruck bestimmt, der auf das Prüfstück angewendet werden soll. Das Ablaßventil 80 wird geschlossen. Dann wird das Steuerventil so eingestellt, daß ein Rücklauf verhindert wird, wodurch Druckflüssigkeit in die Leitung 76 gepumpt wird, um den Druckkolben mit Flüssigkeit zu beaufschlagen, die frei durch das Steuerventil 78 hindurchströmt. Der Druckkolben geht nach oben und drängt das Prüfstück gegen den oberen Tisch 13» da-

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mit Letzterer in seine Lagerung geschwenkt wird, um eine Ausrichtung auf die Berührungsfläche des Prüfstückes zu erzielen; das Schwenken wird durch die radiale Bewegung der Membrane 35 ermöglicht. Wenn der untere Tisch das Prüfstück gegen den oberen Tisch drückt, steigt der Hydraulikdruck an bis beim vorgewählten Wert das Steuerventil 78 schließt. Dem Druckkolben wird dann Druckflüssigkeit in einer vorgegebenen Menge durch das druckkompensierte Durchflußsteuerventil 79 zugeteilt.

Das Schließen des Steuerventils 78 bewirkt einen schnellen Druckanstieg vor dem Steuerventil, der auf einer vorgegebenen Höhe gehalten wird, die durch Einstellung des Rückflußventils 75 festgesetzt ist. Durch den Druckanstieg öffnet das Rückschlagventil 81, wodurch der Druck zum Stempel 53 durch den Durchgang 8 und die flache Vertiefung 23 in der Abdeckplatte 19 übertragen wird (das Absperrventil 82 ist geöffnet). Dadurch wird der Stempel gegen die Wirkung der Schraubenfedern 31 nach unten gedrückt, wodurch sich die Reibuhgsringe 32,36 mit der Membrane 35 gegen die Schulter 28 des Ringkörpers 18 klemmt, wodurch der obere Tisch 13 in seiner geschwenkten Lage festgestellt wird. Das Rückschlagventil 81 dient dazu, das Feststellen des oberen Tisches 13 zu verzögern bis Letzterer auf das Prüfstück ausgerichtet ist. Druckflüssigkeit wird weiterhin dem Druckkolben zugeteilt, bis das Prüfstück eventuell bricht oder bis der durch das Rückflußventil 75 zugelassene Höchstdruck auf das Prüfstück ausgeübt wird.

Das Absperrventil 82 ist so eingesetzt, daß die Feststelleinrichtung an ihrem Eingreifen gewünschtenfalls dadurch gehindert werden kann, daß der Druckflüssigkeitsstrom zum Stempel 53 unterbunden wird.

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Um den Hydraulikdruck nach dem Prüfen abfallen zu lassen, wird das Ablaßventil 80 geöffnet, so daß die Druckflüssigkeit unter dem Gewicht des Druckkolbens in den Vorratsbehälter zurückfließt. Auch das Steuerventil 73 wird auf Rücklaufstellung eingestellt, wodurch der Druck von anderen Teilen der Anlage abfällt. Die Federn 31 wirken auf den Stempel 53, um ihn in eine nicht festgestellte Lage zurückzubringen und um die Druckflüssigkeit durch das Steuerventil in den Vorratsbehälter zurückzudrängen. Die Arbeitsfläche des oberen Tisches geht unter der Druckwirkung in eine horizOntale lage zurück.

Die zwangsläufige Feststellung des oberen Tisches ergibt eine verbesserte Wirkungsweise der Prüfung, besonders bei der Druckprüfung von Betonwürfeln.

Es ist vorgesehen, daß der Stempel durch andere Einrichtungen als das oben beschriebene Hydrauliksystem betätigt werden kann. Der Stempel kann beispielsweise durch eine spindelbetätigte Presse ersetzt werden, die entweder mechanisch oder elektromechanisch betätigt werden kann.

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Claims

Patentansprüche

1.) Physikalische Prüfmaschine mit einem Lagerglied und einem Tisch, die teilweise kugelförmige, in Kugeldichtungseingriff befindliche Oberflächen aufweisen, die eine begrenzte winklige Verstellung des Tisches relativ zum Lagerglied gestatten, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verstellen des Tisches (13) relativ zum Lagerglied (13) in irgendeiner winkligen Verstellage eine lösbare Peststelleinrichtung vorgesehen ist.

2.) Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch einen von seiner keilkugeligen Oberfläche (41a) ausgehenden Ansatz (42) aufweist, der sich durch eine vom Lagerglied gebildete öffnung erstreckt, und daß die Peststelleinrichtung den Tisch in seiner Lage feststellt und durch den Ansatz von der kugeligen Oberfläche des oberen Tisches getrennt ist.

3.) Maschine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Membrane (35) quer an dem Ansatz (42) angebracht ist, die die Peststelleinrichtung (53) festklemmt, wodurch der Tisch festgestellt wird.

4.) Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die teilkugeligen Oberflächen durch Federkraft miteinander in Eingriff stehen.

5.) Maschine nach Anspruch 4» gekennzeichnet durch eine den Ansatz (42) umgebende Schraubenfeder (50), die zur Erzeugung der Federkraft auf die Membrane (35) wirkt.

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6.) Maschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch ge-kennzeichnet, daß die lösbare Peststelleinrichtung einen Stempel (53) enthält, der zum Festklemmen bzw. Lösen der Membrane hin- und herbeweglich ist.

7.) Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß

der Stempel normalerweise durch Federkraft in eine r gelöste Stellung gedrückt ist.

8.) Maschine nach den Ansprüchen 6 oder 7» dadurch gekennzeichnet, daß zur Erleichterung des Festklemmens der Membrane zwei Polster (32,36) mit hohem Reibungskoeffizienten vorgesehen sind.

9.) Maschine nach den Ansprüchen 6,7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine mit dem Stempel (53) verbundene Hydraulikanlage vorgesehen ist, die bei Betätigung den Stempel in eine die Membrane (35) feststellende Lage drängt.

10.) Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikanlage außerdem eine Verbindung mit einem Druckkolbentisch (12) aufweist, der zum Zusammendrücken eines zwischen dem Druckkolben und dem Tisch (13) befindlichen Prüfstückes relativ zum Tisch (13) hin- und herbeweglich ist.

11.) Maschine nach den Ansprüchen 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Hydraulikanlage ein Ventil (81) enthält, das bis zum Übersteigen eines gegebenen Wertes > des durch den Druckkolben ausgeübten Druckes einen erhöhten hydraulischen Druck auf den Stempel verhindert.

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