DE1953455C3 - Vorrichtung zur thermischen und/oder mechanischen Untersuchung der Eigenschaften metallischer Werkstoffe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur thermi sehen und/oder mechanischen Untersuchung dei Eigenschaften metallischer Werkstoffe.

Sie ermöglicht die Simulierung schneller thermischei Abläufe und thermomechanischer Belastungen bei metallischen Proben.

Die Bestimmung der optimalen Eigenschaften, die

metallische Werkstoffe aufweisen müssen, um für eine Verwendung geeignet zu sein, ist unter wirtschaftlichen, industriellen und Sicherheits-Gesichtspunkten von außerordentlicher Bedeutung.

Die genaue Bes'immung der Eigenschaften eines metallischen Werkstoffes vor einer geplanten Anwendung erfordert nicht nur eine genaue Kenntnis der chemisehen Zusammensetzung und der hauptsächlichen physikalischen Eigenschaften dieses Werkstoffes, sondern auch die Kenntnis der Art, wie er auf unterschiedliche mechanische und/oder thermische Belastungen reagiert, denen er im Laufe des Betriebes ausgesetzt sein kann. Dies erfordert gleichermaßen eine möglichst vollständige und genaue Kenntnis der Arbeitsbedingungen, unter denen dieser Werkstoff eingesetzt werden soll.

Es ist erkannt worden, daß dieses Problem eine ganz besondere Bedeutung hat, wenn diese metallischen Werkstoffe hohen mechanischen und/oder thermischen Beanspruchungen ausgesetzt werden sollen, wie sie beispielsweise beim Schweißen, Warm- oder Kaltwalzen, Gesenkschmieden usw. auftreten.

Die Reproduktion dieser Arbeitsbedingungen, wie sie unter den verschiedensten Anwendungen auftreten im Labor, hat eine Vielzahl von Schwierigkeiten mit sich gebracht, insbesondere was den Umfang des Fächers der genau zu reproduzierenden Arbeitsbedingungen, die notwendige Begrenzung der Leistungsfähigkeit der diese Bedingungen reproduzierenden Maschinen, ihre Geschwindigkeit, die Tatsache, daß oft zerstörende Werkstoff-Prüfmethoden angewandt werden, betrifft.

Zur Lösung dieser verschiedenen Probleme sind bereits eine Vielzahl von Vorrichtungen vorgeschlagen worden.

Einige dieser Vorrichtungen weisen eine hohe Leistung auf — sie entwickeln Kräfte von 50 bis 100 t — und ermöglichen Dehnungsgeschwindigkeiten bis zu 800 mm/sec, was als relativ langsam angesehen werden muß.

Andere bekannte Maschinenarten weisen ein breites Spektrum der Dehnungsgeschwindigkeiten bis zu 150 m/sec auf, bringen dann aber nur Kräfte bis zu 2 t auf.

Explosionsverformungsmaschinen ermöglichen Verformungsgeschwindigkeiten bis zu Ί000 m/sec, bringen aber nur geringe Kräfte bis zu 50 kg auf und bewirken stets den Bruch der Probe.

Diese Nachteile machen es praktisch unmöglich, Deformationen mit mehreren starken oJer aufeinanderfolgenden Phasen zu simulieren, wie sie insbesondere beim Walzen mit mehreren Durchstichen auftreten. Ein weiterer Nachteil ist darin zu sehen, daß bei Maschinen mit hohen Verformungsgeschwindigkeiten der Probe diese Verformungsgeschwindigkeiten nicht genau steuerbar sind. Hierdurch wird verhindert, den Einfluß der Deformationsgeschwindigkeit auf das Verhalten

der Probe zu bestimmen und quantitativ zu erfassen.

Darüber hinaus arbeiten die Maschinen zur Ausführung von Zugversuchen bei Wärme und mit geringer Geschwindigkeit generell mit einer Ofenheizung, die eine erhebliche Temperaturverzögerung aufweist. Dies bringt insbesondere den Nach'eil mit sich, daß mand ie Härtungseffekte nicht untersuchen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, bei der durch erhebliche Vergrößerung des Fächers der möglichen Versuche die Nachteile der bekannten Vorrichtungen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch Kombination der folgenden Merkmale gelöst:

1. Zwei parallele, ortsfeste, einander gegenüber angeordnete Stangen und zwei parallele, jeweils mit zwei Bohrungen zum Durchführen der Stangen versehene Traversen mit jeweils einer dritten, zwischen den beiden anderen Bohrungen gelegenen Bohrung zum Durchführen der mit Gewinden versehenen Enden einer Zugprobe:

2. zwei mit Gewinden versehene, zum Aufschrauben auf die Enden der Zugprobe bestimmte Halteringe, deren Außendurchmesser größer ist als der der dritten Bohrung;

3. eine Einrichtung zur steuerbaren Fixierung der Lage der einen Traverse auf den Stangen;

4. eine Einrichtung, um der anderen Traverse unter Gleiten auf den Stangen eine Translationsbewegung zu erteilen;

5. eine Einrichtung zur gleichzeitigen Steuerung der Amplitude und Geschwindigkeit dieser Translationsbewegung;

6. eine Einrichtung zur Rückstellung der anderen Traverse nach ihrer Verschiebung in ihre Ausgangsstellung;

7. eine Einrichtung zum Heizen oder Kühlen der Probe nach ihrer Anbringung zwischen den Stangen und den Traversen.

Vorteilhafterweise weisen die Stangen im Bereich der einen Traverse ein Gewinde auf, und ist diese Traverse auf den Stangen mittels zweier Spindelmuttern bewegbar, die mit leichtem Spiel drehbar und axial unverschiebbar in den bieden Bohrungen der Traverse angeordnet sind, wobei die Spindi. !muttern mit Anschlägen versehen sind, von denen je-veils einer ein Antriebszahnrad trägt, das von einem auf der Traverse angebrachten Antriebsmotor mit Ritzel und Kette angetrieben wird. Diese vorteilhafte Ausgestaltung ermöglicht eine schnelle, ständige und genaue Steuerung der Lage der steuerbaren Traverse.

Weiterhin ist es besonders vorteilhart, wenn die Einrichtung zur Steuerung der Amplitude und der Geschwindigkeit der Translationsbewegung der beweglichen Traverse an einem um eine ortsfeste Achse drehbaren Exzenter gebildet wird, dessen Außenumfang ein vorbestimmtes Profil aufweist, und daß der Außenumfang mit einem beweglichen Anschlag in Berührung steht, der mit der beweglichen Traverse verbunden ist und sich unter der Wirkung des Exzenters verschiebt, und daß die Größe der Verschiebung von der Amplitude des Exzenterprofils und die Geschwindigkeit der Verschiebung von der Geschwindigkeit abhängt, mit der das Exzenterprofil an dem Anschlag vorbeiläuft.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung werden an Hand aer Beschreibung eines Ausführungsbeispieles und an Hand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 das Fundament und den Antrieb des Exzen ters,

F i g. 2 eine Gesamtansicht der erfindungsgemäßer Vorrichtung in perspektivischer Darstellung.
F i g. 3a eine Kreuzplatte im Schnitt,

F i g. 3b eine Draufsicht auf eine Kreuzplatte gemä£ F i g. 3a,

F i g. 4a eine Lochplatte im Schnitt,

F i g. 4b eine Lochplatte gemäß F i g. 4a in Drauf-ίο sieht,

F i g. 5a eine Lochplatte zur Steuerung des auf die Probe ausgenübten Zuges in Draufsicht,

Fig. 5b drei Schnitte AA-BB- CC durch F i g. 5a,

Fig.5c eine Seitenansicht der Lochplatte gemäß F i g. 5a und 5b, wobei der Exzenter und die Lochplatte sich in der Ruhelage befinden,

F i g. 5d eine Draufsicht auf den Gegenstand gemäß F i g. 5c,

Fig. 6a eine Draufsicht auf die Lochplatte zur Steuerung des Zuges der Zugprobe in Arbeitsstellung,

F i g. 6b mehrere Schnitte AA-BB- CC durch F i g. 6a,

F i g. 6c eine Seitenansicht der Lochscheibe gemäß den F i g. 6a und 6b, wobei der Exzenter und die Lochplatte in Arbeitsstellung sind,

F i g. 6d eine Draufsicht auf die Einrichtung gemäß F i g. 6c,

F i g. 7 eine Draufsicht auf die miteinander verbundene Lochplatte gemäß F i g. 5 und 6 und Kreuzplatte gegemäß F i g. 3,

F i g. 8 ein senkrechter Schnitt durch eine Spindelmutter mit Anschlägen und Gegenlager,

F i g. 9 ein Längsschnitt durch eine Probe und
Fig. 10 eine abgewandelte Ausführungsform der in F i g. 3a dargestellten Kreuzplatte in Längsschnitt.

In allen Zeichnungsfiguren sind dieselben Teile mit denselben Bezugsziffern bezeichnet.

Die in den Zeichnungsfiguren dargestellte Simuliervorrichtung weist einen Fundamentsockel 1 auf (F i g. 1), der einen elektrischen Steuermotor 2 mit veränderbarer Drehzahl trägt, sowie ein als Energiespeicher dienendes Schwungrad 3. Das Schwungrad 3 ist auf dem Fundamentsockel mittels Wellenlagern 4 und 5 abgestützt. Es wird von dem Steuermotor 2 über die Kupplung 6 angetrieben.

Das Schwungrad 3 treibt einen Exzenter 7 (F i g. 2)

an, der auf einer Welle 8 befestigt ist, und mittels einer Kupplung, deren Flansche mit den Bezugsziffern 9 und

¹IO versehen sind, mit dieser verbunden ist. Die Welle 8 ist über die Lager 12 und 13, in denen sie sich dreht, auf einem Fundament 11 abgestützt. Der Exzenter 7 weist einen Vorsprung 14 auf, von dessen polarem Profil die Art der Verformung abhängt, der die zu untersuchende Probe ausgesetzt wird.

Während des Zugversuches bleibt der Exzenter 7 mit einer Walze 15 in Verbindung, deren Translationsbewegungen während dieses Zeitraumes einer Lochplatte 16 mitgeteilt werden (F i g. 5a, 5b, 5c, 5d und 6a, 6b, 6c, 6d). Die Translationsbewegung dieser Lochplatte 16 erfolgt gleitend auf vier parallelen Führungsstangen 17, 18, 19, 20 — von denen die letzteren beiden in F i g. 2 nicht sichtbar sind — die einerseits fest auf dem Fundament 11 und andererseits auf einem Fundament 21 fest angebracht sind. Die Führungsstangen 17 bis 20 werden auf dem Fundament 21 mittels Klemmbacken 22 gehalten. Ihre anderen Enden sind an die Lagerböcke 12 und 13 angeschraubt. Die Lochrjlatte 16 gleitet auf Ηίρςρη vipr

Führungsstangen 17 bis 20, wobei sie in vier Augen 23, 24,25, 26 (F i g. 5a und 6a) geführt wird.

Zur Verbesserung der Übersichtlichkeit der Zeichnungsfigur 7 die die Gesamtansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt und auf die in der folgenden Beschreibung im wesentlichen Bezug genommen wird, ist die Lochplatte 16 weiter entfernt von dem Exzenter 7 dargestellt worden. Bei einer tatsächlichen Ausführungsform liegend ie Lochscheibe 16 und der Exzenter 7 sehr nahe beieinander.

Die Bewegung der Lochscheibe 16 (F i g. 2) wird von einer bewegbaren Kreuzplatte 27 mittels zweier Zugstangen 28, 29 bewirkt, die einerseits an der Kreuzplatte 27 über Schrauben 30 und 31 gehaltert sind, wozu die Enden 32 und 33 der beiden Zugstangen 28, 29 durch Bohrungen 40, 41 (F i g. 3b) der Kreuzplatte 27 hindurchführen, und andererseits an der Lochplatte 16 mittels zwei weiterer Schrauben befestigt sind, wozu die beiden anderen Enden der Zugstangen 28, 29 durch die Augenlöcher 34, 35 (F i g. 5a, 6a) der Lochplatte 16 hindurchgehen.

Der Abstand zwischen der Kreuzplatte 27 und der Lochplatte 16 wird mittels Bunde 36, 37 (F i g. 7) konstant gehalten, womit die Enden der Zugstangen 28, 29 versehen sind, und gegen die sich die anliegenden Flachen 38, 39 der Kreuzplatte 27 und der Lochplatte 16 abstützen. Hierdurch sind die Translationsbewegungen der Lochplatte 16 und der Kreuzplatte 27 in beiden Bewegungsrichtungen miteinander gekoppelt.

Bei Verschiebungen wird die Kreuzplatte 27 (F i g. 2) von zwei den Zugstangen 28,29 parallelen Stangen 42, 43 geführt, die an den Lagerböcken 12,13 befestigt sind und mit leichtem Spiel durch die beiden Auglöcher 44 und 45 (F i g. 3b) der Kreuzplatte 27 laufen. Die Enden 46 und 47 dieser beiden Stangen 42, 43 ruhen in mit einem Fundament 50 verbundenen Klemmringen 48, 49.

Die Stangen 42, 43 (F i g. 2) weisen im übrigen Schraubengewinde 51 und 52 auf, auf denen zwei rohrförmige Spindelmuttern 53, 54 (F i g. 8) angeordnet sind, die in Ausnehmungen 55, 56 einer Lochplatte 57 mit geringem Spiel eingepaßt sind. Wenn die beiden Spindelmuttern 53, 54 von einem Motor 58, über ein Ritzel 59, eine Kette 60 und zwei mit den Spindelmuttern verbundene Kettenräder 61,62 synchron angetrieben werden, wird die Lochscheibe 57 in Richtung der Achsen der Stangen 42,43 verschoben. Zwei Gegenanschläge 63,64(Fi g. 8) ermöglichen eine Festlegung der Lochplatte 57 zwischen den Spindelmuttern 53, 54 und den Antriebskettenrädern 61, 62 durch Zwischenschaltung von Gegenwälzlagern 65,69 und 66,70 und Nadellagern 67,68, die schematisch in F i g. 8 dargestellt sind.

Die nach einem vorbestimmten Ablauf einem Zugversuch zu unterziehende Probe besteht wie sich aus F i g. 9 ergibt aus einem Probestab 71, der an seinen Enden 72,73 mit Gewinden versehen ist Auf jedes dieser Enden ist ein Haltering 74,75 geschraubt die einerseits gegen einen Anschlag 76 (F i g. 10) der Kreuzplatte 27 und andererseits gegen einen Anschlag 77 der Lochplatte 57 gehaltert sind. Die Kreuzplatte 27 (F i g. 3a, 3b) und die Lochplatte 57 (F i g. 4a. 4b) sind derart angeordnet daß die Gegenanschläge 78 und 79 einander zugekehrt sind. Daraus folgt daß. wenn die glatte Probe durch zwei Bohrungen 80 und 81 in der Lochplatte 57 und der Kreuzplatte 27 hindurchgeführt ist und wenn die beiden Halteringe 74,75 auf die Enden der Probe geschraubt sind, daß dann diese Probe einer Zugbelastung ausgesetzt werden kann, nachdem ein gewisser Totgang überwunden worden ist, d. h. bis der Anschlag 76 mit dem der Probe benachbarten Haltering in Kontakt kommt. Der Anschlag 77 ist konstruktiv bedingt ständig mit dem Haltering auf der Seite der Lochplatte 57 in Berührung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet folgendermaßen:

Unter dem Antrieb des Motors 1 und des Schwungrades 3 wird der Exzenter 7 in Drehung versetzt. Sein Profil steht in Berührung mit der fest mit der Lochplatte 16 verbundenen Walze 15. wodurch der Lochplatte 16 eine Translationsbewegung entsprechend deren Form erteilt wird. Die Translationsbewegung der Walze wird nacheinander der Lochplatte 16, den Stangen 28, 29, der Kreuzplatte 27 und von dieser einem der Enden der Probe erteilt, deren Verlängerung exakt dem Profil des Exzenters 7 folgt.

Nachfolgend werden die Einzelheiten der Übertragung der Bewegung von dem Exzenter 7 auf die Walze 15 erläutert. In Fig.5a bis 5d sind die Lochplatte 16, sowie der Exzenter 7 in Ruhelage darstellt.

Die Lochplatte 16 ist in ihrer Mitte mit einer Ausnehmung 82 versehen, die zum Exzenter 7 hin geöffnet ist. In dieser Ausnehmung 82 befindet sich ein Schwenkhebel 83, dessen Aufgabe es ist, die Walze 15 zu tragen und im gewünschten Augenblick mit dem Exzenter 7 in Kontakt zu bringen und zu halten. Hierzu sind in den beiden Seitenwänden 84 und 85 der Ausnehmung 82 jeweils eine miteinander fluchtende Bohrung 86 und 87 vorgesehen, die dazu dienen, einen horizontalen Zap^fen aufzunehmen, der dem Schwenkhebel 83 als Auflager dient, der fest hierauf befestigt ist. Auf demselben horizontalen Zapfen, aber außerhalb der Seitenwände 84, 85 sind zwei Hebel 88, 89 fest angebracht. Der erste Hebel 88 ist seitlich von der Seitenwand 84 angeordnet und an seinem Ende mit einer elektrischen Magnetspule 90 versehen, deren Achse parallel zur Achse des Exzenters 7 verläuft. Der zweite Hebel 89 ist seitlich der Seitenwand 85 angebracht und an seinem Ende mit einer Rückstellfeder 91 versehen, die im übrigen an der Lochplatte 16 befestigt ist. Der Schwenkhebel 83 und die beiden Hebel 88 und 89 führen zur selben Zeit dieselben Drehbewegungen aus.

Die Lochplatte 16 wird durch einen Anschlag 93 (F i g. 5b), der in der Ausnehmung 82 angeordnet ist und dessen obere Kante 94 als Begrenzung für den Weg des Schwenkhebels 83 dient und durch eine Rückstellfeder 95 vervollständigt die auf einer Seite gegen einen mit dem Fundament 21 fest verbundenen Anschlag 96 und auf der anderen Seite gegen die Rückseite 97 der Lochplatte 16 anliegt wodurch die Lochplatte automatisch in ihre ursprüngliche Stellung zurückgebracht wird, wenn sie unter der Wirkung des Exzenters 7 verschoben worden ist Die Lochplatte 16 wird in ihrer Verschiebbarkeit gegenüber dem Exzenter durch zwei nicht dargestellte, mit den Lagern 12 und 13 (F i g. 2) fest verbundene Anschläge begrenzt

Die Magnetspule 90 weist einen axial verschiebbaren Kern 98 auf, der willkürlich in eine Nullstellung (F i g. 5d) oder eine herausgezogene Stellung (F i g. 6d] gebracht werden kann. In der letzteren Stellung befindet er sich in der Bahn eines an dem Exzenter 7 angebrachten und sich mit diesem bewegenden Nocken 99 Der Exzenter 7 besteht aus einer mittleren Scheibe IOC deren Außenumfang einen Vorsprung 14 aufweist de entsprechend dem auszuführenden Versuch profilier ist. und aus zwei Seitenscheiben 101 und 102, die jeweil ein Gegenprofil zum Ausgleich der durch den Voi

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.kgcniers
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sprung 14 beim Drehen hervorgerufenen dynamischen Unwucht aufweisen.

Diese nun vollständig dargestellte Vorrichtung arbeilet folgendermaßen:

In der Ruhelage ist der Exzenter 7 in einem solchen Abstand von der Achse des Schwenkhebels 33 angeordnet, daß sein Kreisumfang 103 tangential mit der Walze 15 in Berührung steht, wenn der Schwenkhebel •3 auf dem Anschlag 93 aufruht. Die Achse des Schwenkhebels 83, die Achse der Walze 15 und die Achse des Exzenters 7 befinden sich dann in einer Ebene.

Nach Inbetriebsetzung des Motors und Stabilisierung von Motor 1, Schwungrad 3 und Exzenter 7 auf die gewünschte Drehzahl wird der als Zapfen ausgebildete Kern 98 freigegeben (Lage gemäß Fig.6d) und wird von dem Nocken 99 nach unten mitgenommen, der sich mit dem Exzenter gemäß dem Drehrichtungsprofil 104 dreht. Der als Zapfen ausgebildete Kern 98 nimmt bei seiner Bewegung den Hebel 88, die Achse des »0 Schwenkhebels 83, den Schwenkhebel 83 und die Walze 15, sowie den Hebel 89 mit. Die Walze 15 kommt so in tangential Berührung mit dem Exzenter 7, dessen mil dem Vorsprung 14 versehener Bereich in diesem Augenblick an der Walze 15 vorbeizulaufen beginnt. »5 Der Druck des Exzenters 7 auf die Walze 15 reicht aus, daß der Schwenkhebel 83 in Kontakt mit dem Anschlag 93 gehalten wird und dort verbleibt, ohne daß die Rückstellfeder 91 ihn zurückziehen könnte.

Der Vorsprung des Exzenters 7, der fortschreitend mit der Walze 15 in Berührung kommt, drückt diese entsprechend seinem Profil zurück. Die Querbewegung der Walze 15 wird auf die Probe in der Art übertragen, wie es bereits erläutert worden ist. Die Freigabe des Schwenkhebels 83 und seine Rückstellung in die Ruhelage erfolgt sofort, nachdem der Nocken 99 den Kontakt mit dem als Zapfen ausgebildeten Kern 98 verloren hat und nachdem der Vorsprung 14 des Exzenters 7 vorbeigelaufen ist. In diesem Augenblick zieht die Rückstellfeder 91 schlagartig den Hebel 89 und gleichermaßen den Schwenkhebel 83 und den Hebel 88 in ihre obere Ruhelage. Im übrigen wird der Kern 98 sofort in seine Nullage zurückgezogen, um zu verhindern, daß die Vorrichtung unbeabsichtigterweise von neuem betätigt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt es gleichermaßen zu, eine Probe einem vorbestimmten thermischen Zyklus zu unterwerfen, der mit dem oben schon beschriebenen mechanischen Zyklus synchronisiert ist. Hierzu ist der Zwischenraum zwischen den Stangen 42 und 43 einerseits und zwischen den Gegenanschlägen 78 und 79 andererseits so groß gehalten, daß dort eine Einrichtung zur gesteuerten Heizung (nach dem Joule-Effekt) und zur gesteuerten Kühlung der Probe eingebaut werden kann.

Diese an sich bekannte Einrichtung ermöglicht ein Aufheizen der Proben auf Temperaturen von 1400⁰C in zwei Sekunden. Sie ermöglicht ebenfalls ein äußerst schnelles Abkühlen, beispielsweise durch Abkühlen mit komprimierter Luft, mit Stickstoff, mit Nebel, durch Abschrecken mit Wasser usw. oder durch Steuerung des Joule-Effektes.

Beispielsweise ermöglicht eine Vorrichtung zum Heizen und Abkühlen in der beschriebenen Art, die Bedingungen zu simulieren, denen aus einem Walzwerk austretende Drähte ausgesetzt sind, wobei beispielsweise eine Abkühlung von 1050 auf 600" C in 0.5 Sekunden erfolgt, der sich eine Isotherme oder ein langsames Ab kühlen anschließt. Diese Einrichtung ist gleichermaßer geeignet zur Aufrechterhaltung von drei isothermer Zuständen im Laufe einer gesteuerten Abkühlung.

Im Hinblick auf die mechanische Seite kann da; Schwungrad 3 mit konstanter Drehzahl angetrieber werden, die zwischen 60 und 100 U/min steuerbar ist Der Exzenter 7 ist mit einem doppeltlogarithmischer Profil über 135° in der einen Richtung und über 45° ir der anderen Richtung versehen, wodurch ermöglichi wird, zwei konstante Verformungsgeschwindigkeiter zu erhalten. Die Kombination der Profile diese; Schwungrades 7 mit seinen zwei Drehrichtungen unc der Abstufung seiner möglichen Drehgeschwindigkeiten ergibt einen breiten Fächer von Deiormalionsgeschwindigkeiten, worunter der Quotient der relativer Verlängerung A 1/1 über die Dauer der Deformatior verstanden wird. 1 ist hierbei die Länge der Probe.

Die dargestellte und beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung läßt mehrere aufeinanderfolgende Deformationen derselben Probe zu. Es genügt hierzu, die Walze 15 mehrmals auf den Exzenter 7 einzukuppeln wobei nach jeder partiellen Längung der Probe dafür Sorge getragen werden muß, daß die Lochplatte 57 um einen der Längung der Probe gleichen Betrag, den man bei der folgenden Verformung erhalten will, in Richtung auf die Kreuzplatte 27 verfahren wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht gleichermaßen die Begrenzung und Steuerung der prozentualen Verformung bei jedem Durchgang. Es genügt hierzu nach Inbetriebsetzung der Vorrichtung, die Lochplatte 57 und die Kreuzplatte 27 derart gegeneinander zuzustellen, daß ein Totgang von bestimmter Länge eingehalten wird, währenddessen die Probe keinem Zug ausgesetzt wird. In der Praxis beträgt für eine tatsächlich gebaute Maschine der maximale Verformungsweg 40 mm entsprechend der maximalen Höhe des Vorsprungs 14 bei einer verformbaren Länge der Probe von 50 mm, was einer Verformung von 80% bei einem einzigen Durchgang entspricht. Die maximale Verschiebbarkeit der Lochplatte 57 beträgt 500 mm, was bei Verwendung einer für die Maschine höchstmöglichen Länge von 200 mm einer Verformung von mehr als 200% entspricht. Dieser Prozentsatz ist kontinuierlich steuerbar. Die verwendeten Proben können einen verformbaren Durchmesser von 30 mm aufweisen, und mit Zugkräften bis zu 70 t beaufschlagt werden. Die verformbare Länge der Proben variiert zwischen 0 und 200 mm, wenn keine Heiz- bzw. Kühleinrichtung verwendet wird, und zwischen 0 und 100 mm, wenn eine solche Einrichtung verwendet wird.

In F i g. 10 ist eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung dargestellt, die eine Feineinstellung der beiden Anschläge 76 und 77 erlaubt

Die Lage des Anschlages 76, der gemäß F i g. 3a in bezug auf die Kreuzplatte 27 fest ist, kann in bezug auf diese Kreuzplatte 27 verschiebbar gemacht werden, indem dieser Anschlag mit einer Buchse 105 (Fig. 10) verbunden wird, die koaxial zur Kreuzplatte 27 angeordnet ist und in der hierzu erweiterten Bohrung 81 gleitet. Die Buchse 105 ist unter anderem mit einem Gewindeteil 106 versehen, der in dem mit einem Innengewinde 107 versehenen Teil einer koaxial zur Buchse 105 angeordneten Ringscheibe 108 geschraubt ist. Diese Ringscheibe 108 ist mit einem Zahnkranz 109 und einem rund umlaufenden Bund 110 versehen, der in einer Ringnut drehbar angeordnet ist, die von der Oberfläche 111 der Kreuzplatte 27 und einem mit dieser verbundenen ringförmigen Bund 112 gebildet wird.

Wenn die Ringscheibe 108 über den Zahnkranz 109 in Drehung versetzt wird, wobei sie fest gegen die Oberfläche 111 der Kreuzplatte 27 anliegt, verschiebt sich die Buchse 105 in Richtung der Achse 113 der Kreuzplatte 27. Daraus folgt, daß die Lage des Anschlages 76 willkürlich in bezug auf die Kreuzplatte 27 verändert werden kann. Hierdurch kann der Betrag der Längung der Probe gesteuert werden, da die Probe 71 mit ihrem Ende 72 und dem Haltering 74, der gegen den Anschlag 76 anliegt, fest verbunden bleibt.

Die Ringscheibe 108 kann auf verschiedene Art und Weise angetrieben werden, beispielsweise über ein Antriebszahnrad, das seinerseits auf einer Keilwelle glei-

10

tend angeordnet ist.

Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die mit der Trag- und Drehachse des Schwenkhebels 83 verbundenen Hebel 88 und 89 (F i g. 6a, 6b, 6c, 6d) durch ein Antriebszahnrad ersetzt, das auf dieser Achse befestigt ist, wobei die Drehbewegungen dieses Antriebszahnrades sowohl in der einen wie in der anderen Richtung von einem elektrischen Motor bewirkt werden. Der Stromkreis des Motors weist Mikroschalter zum Ein- und Ausschalten auf, die im geeigneten Augenblick von Hand oder automatisch, beispielsweise über Fotozellen, betätigt werden.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur thermischen und/oder mechanischen Untersuchung der Eigenschaften metallischer Werkstoffe, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

1. zwei parallele, ortsfeste, einander gegenüber angeordnete Stangen (42, 43) und zwei parallele, jeweils mit zwei Bohrungen zum Durchführen der Stangen versehene Traversen (27, 57) mit jeweils einer dritten zwischen den beiden anderen Bohrungen gelegenen Bohrung zum Durchführen der mit Gewinden versehenen Enden (72, 73) einer Zugprobe (71);

2. zwei mit Gewinden versehene zum Aufschrauben auf die Enden der Zugprobe bestimmte Halteringe (74, 75), deren Außendurchmesser größer ist als der der dritten Bohrung;

3. eine Einrichtung zur steuerbaren Fixierung der Lage der einen Traverse (57) auf den Stangen;

4. eine Einrichtung, um der anderen Traverse (27) unter Gleiten auf den Stangen eine Translationsbewegung zu erteilen;

5. eine Einrichtung zur gleichzeitigen Steuerung der Amplitude und Geschwindigkeit dieser Translationsbewegung;

6. eine Einrichtung (95) zur Rückstellung der anderen Traverse (27) nach ihrer Verschiebung in ihre Ausgangsstellung;

7. eine Einrichtung zum Heizen oder Kühlen der Probe nach ihrer Anbringung zwischen den Stangen und den Traversen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere, die dritte Bohrung begrenzende Bereich der anderen Traverse (27) von einer parallel zu den Stangen (42, 43) in der Traverse (27) verschieblichen Buchse (105) gebildet wird und daß Mittel zum Verschieben der Buchse in der Traverse vorgesehen sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stangen (42,43) im Bereich der einen Traverse (57) ein Gewinde aufweisen und daß diese Traverse auf den Stangen mittels zweier Spindelmuttem (53, 54) bewegbar ist, die mit leichtem Spiel drehbar und axial unverschiebbar in den beiden Bohrungen der Traverse angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindelmuttern (53, 54) mit Anschlängen 63, 64; 66, 70) versehen sind, von denen jeweils einer (60, 70) ein Antriebszahnrad (61, 62) trägt, das von einem auf der Traverse angebrachten Antriebsmotor (58) mit Ritzel (59) und Kette (60) angetrieben wird.

5. Vorrichtung nach e^:nem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Steuerung der Amplitude und der Geschwindigkeit der Translationsbewegung der beweglichen Traverse (27) von einem um eine ortsfeste Achse drehbaren Exzenter (7) gebildet wird, dessen Außenumfang ein vorbestimmtes Profil (14) aufweist, und daß der Außenumfang mit einem beweglichen Anschlag (53, 15) in Berührung steht, der mit der beweglichen Traverse verbunden ist und sich unter der Wirkung des Exzenters verschiebt, und daß die Größe der Verschiebung von der Amplitude des Exzenterprofils und die Geschwindigkeit der Verschiebung von der Geschwindigkeit abhängt, mit der das Exzenter profil an dem Anschlag vorbeiläuft.