DE19744597A1 - Belastungsvorrichtung zur Beanspruchung einer Flachzugprobe mit Zugkräften für Arbeiten in einem Goniometer - Google Patents

Belastungsvorrichtung zur Beanspruchung einer Flachzugprobe mit Zugkräften für Arbeiten in einem Goniometer

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Klaus Giesen
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Belasten einer Flachzugprobe mit Zug­ kräften gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 für Arbeiten in einem Goniometer gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 6.
Goniometer dienen zum winkelabhängigen Vermessen von Proben mit z. B. Röntgenstrah­ len. Für die Messung des Gefüges, der Kristallstrukturen und die Orientierung von Kristall­ ebenen der Kristalle in den zu untersuchenden Proben ist dabei eine winkelabhängige Ver­ stellung der Probe in mehreren Freiheitsgraden notwendig.
Die DE 28 14 337 C2 beschreibt ein derartiges Goniometer, mit dem winkelabhängige Mes­ sungen an Proben ohne eine mechanische Belastung und mit Spannungen durch mechani­ sche Belastungen möglich sind.
Derartige Vorrichtungen ermöglichen jedoch keine Meßreihen, bei denen die Proben mit unterschiedlichen Spannungen beaufschlagt werden, so daß z. B. Röntgenuntersuchungen bei verschiedenen Belastungen einer Probe in-situ gemessen werden können. Weiterhin sind derartige Messungen schlecht reproduzierbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Belasten einer Probe, ins­ besondere einer Flachzugprobe, für einen Einbau in ein Goniometer zu schaffen, sowie ein entsprechendes Goniometer bereitzustellen, so daß die röntgenographischen Messungen bei verschiedenen Spannungsbelastungen ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 sowie ein Goniometer nach Anspruch 6 erreicht. Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung und des erfindungsgemäßen Goniometers.
Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, eine fluidbetätigte Kolben-Zylinder-Einheit zu ver­ wenden, durch die bei Beaufschlagung mit dem Fluid eine Zugspannung an der Probe er­ reicht wird.
Die Vorrichtung kann dabei insbesondere nach Anspruch 2 bzw. 3 als hydraulische Kolben- Zylinder-Einheit vorgesehen werden, die von außen mit der Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird.
Die Erfindung wird im folgenden an einer Ausführungsform anhand der beiliegenden Zeich­ nung näher erläutert.
Eine Belastungsvorrichtung 14 weist gemäß der Figur einen Rahmen 8 und mehrere in ihm angebrachte Bauteile auf.
In dem Rahmen 8 sind eine erste Probenaufnahmeeinrichtung 7 und ein Arbeitszylinder 4 starr angebracht. In dem Arbeitszylinder 4 ist ein Arbeitskolben 5 gleitend angeordnet, wobei an der Kolbenstange des Arbeitskolbens 5 eine zweite Probenaufnahmeeinrichtung 6 derar­ tig angebracht ist, daß der Abstand zwischen den Probenaufnahmeeinrichtungen 7 und 6 durch Verschieben des Kolbens gegenüber dem Arbeitszylinder kontinuierlich variabel ist. Ein Zylinderraum 11 ist mit einer Hydraulikflüssigkeit gefüllt, die über eine hydraulische Lei­ tung 10 von außen mit Druck beaufschlagbar ist. Die Probenaufnahmeeinrichtungen 6 und 7 sind dabei derartig dimensioniert und zueinander angeordnet, daß eine bekannte Flachzug­ probe von z. B. 60 × 5 × 1 mm eingesetzt werden kann, wobei die Breite und Dicke der Pro­ ben variabel sind.
Außerhalb der Belastungsvorrichtung ist die hydraulische Leitung 10 mit einem Arbeitsraum 12 eines Belastungszylinders 1 derartig versehen, daß bei Längsverschiebung eines Belas­ tungskolbens 2 im Belastungszylinder 1 entsprechend ein Druck in der hydraulischen Lei­ tung 10 erhöht wird.
Zur feineren Einstellung des Drucks kann die Kolbenstange 3 eine Gewindespindel aufwei­ sen, die mit einem Außengewinde 13 in dem Belastungszylinder 1 im Eingriff ist und somit durch Drehen der Kolbenstange 3 eine genaue Druckeinstellung ermöglicht. Der Druck in der hydraulischen Leitung 10 kann von einem angeschlossenem Manometer 9 gemessen werden.
Zur Vermessung der Probe wird diese in die Probeaufnahmeeinrichtungen 6 und 7 bei ent­ lastetem hydraulischen System eingebaut. Anschließend wird die Belastungsapparatur 14 in ein bekanntes Goniometer, das röntgenographische Untersuchungen ermöglicht, eingebaut. Zum besseren Einbau der Belastungsapparatur 14 können im Rahmen 8 Schraubenbohrun­ gen vorgesehen sein.
Bei der anschließenden röntgenographischen Messung kann der Druck in der hydraulischen Leitung 10 und im Arbeitsraum 11 entsprechend durch Verdrehen der Kolbenstange 3 genau justiert werden. Die auf den Arbeitskolben 5 ausgeübte Kraft errechnet sich aus dem Pro­ dukt von dem vom Manometer 9 gemessenen Druck und der Innenfläche des Arbeitskol­ bens 5. Die Spannung in der Probe kann entsprechend als Verhältnis der Kraft zur Quer­ schnittsfläche der Probe berechnet werden.
Eine derartige Belastungsapparatur ist klein genug, um in einem Vollschutzgoniometer be­ trieben zu werden. Die Probe kann nach einer einmaligen Justierung unverändert in dem Goniometer verbleiben, so daß in-situ-Messungen der Probe bei variabler Spannung mög­ lich sind. Die eingestellte Belastung bleibt dabei über die Dauer der Messung konstant.

Claims (8)

1. Belastungsvorrichtung zur Beanspruchung einer Probe, insbesondere einer Flachzug­ probe, mit mechanischen Spannungen, wobei die Vorrichtung für einen Einbau in ein Goniometer geeignet ist, mit einer Einspannvorrichtung, die eine erste Aufnahmeeinrichtung (6) und eine zweite Aufnahmeeinrichtung (7) für die Probe aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kolben-Zylinder-Einheit (4, 5) vorgesehen ist, deren Kolben (5) oder Zylinder (4) mit der ersten Aufnahmeeinrichtung (6) verbunden ist, und der Zylinderinnenraum (11) durch ein Fluid mit Druck beaufschlagbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderinnenraum von einer außerhalb der Belastungsvorrichtung angeordneten Druckquelle (1, 2, 3, 12) mit Druck beaufschlagbar ist.
3. Belastungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ei­ nen Rahmen (8) aufweist, der mit der zweiten Aufnahmeeinrichtung (7) starr verbun­ den ist.
4. Belastungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (4) starr mit dem Rahmen (8) verbunden ist und der Kolben (5) mit der ersten Aufnahme­ vorrichtung (6) verbunden ist.
5. Goniometer zur Vermessung einer Probe mittels Röntgenstrahlen, unter Verwendung einer Belastungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungsvorrichtung (14) einen Rahmen (8) aufweist, über den sie in dem Go­ niometer befestigt ist.
6. Goniometer nach Anspruch 5, insbesondere unter Verwendung einer Belastungsvor­ richtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Fluidleitung (10) vom Arbeitsraum (11) aus den Rahmen (8) führt, über die ein Druck im Arbeitsraum (11) veränderbar ist.
7. Goniometer nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Kolben-Zylin­ der-Einheit (1, 2, 3) außerhalb des Rahmens (8) vorgesehen ist, die mit der Fluidlei­ tung (10) verbunden ist und über die der Druck im Arbeitsraum (11) einstellbar ist.
8. Goniometer nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Belas­ tungskolben (2) und dem Belastungszylinder (1) ein Gewinde (13) vorgesehen ist der­ artig, daß der Druck im Arbeitsraum (12) des Belastungszylinders (1) durch Verdrehen des Belastungskolbens (2) im Belastungszylinder (1) veränderbar ist.
DE19744597A 1996-10-16 1997-10-09 Belastungsvorrichtung zur Beanspruchung einer Flachzugprobe mit Zugkräften für Arbeiten in einem Goniometer Withdrawn DE19744597A1 (de)

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