DE2213436B1

DE2213436B1 - Schaltungsanordnung fur Werkstoff Prüfmaschinen zur Einstellung des be weglichen Einspannkopfes auf einen vorge gebenen Sollwert

Info

Publication number: DE2213436B1
Application number: DE2213436A
Authority: DE
Inventors: Ivan Dipl.-Ing. 6105 Ober-Ramstadt Chudey; Carl-Martin Dipl.-Ing. 6142 Bensheim-Auerbach Wawra
Original assignee: Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1972-03-20
Filing date: 1972-03-20
Publication date: 1973-09-13
Also published as: GB1381552A; US3800589A; CH543739A; DE2213436C2; JPS5425832B2; DE2213436A1; FR2177344A5; JPS4914185A

Description

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Bei Einstellung des beweglichen Einspannkopfes werteingang 5 der Regeleinrichtung 6 mit der auf die Probenlänge wird gemäß einer weiteren Aus- Buchse 9 für den Kraftsollwert Fs 1 verbunden. Dem gestaltung der Erfindung der Ausgangswert einer er- Istwerteingang i der Regeleinrichtung 6 wird der sten Regeleinrichtung über eine Begrenzerschaltung Kraftistwert Fi, der mittels der Kraftmeßdose 4 erdem Sollwerteingang einer zweiten Regeleinrichtung 5 faßt wird, zugeführt. In der Regeleinrichtung 6 wird (für die Kraft bzw. für den Weg) zugeführt, wobei in an sich bekannter Weise der einem Eingang zugeentweder der KraftsollwertFsI dem Begrenzer zur führte Wert, z.B. der dem Sollwerteingangs zuge-Bestimmung der Größe des Durchlaßbereiches der führte Sollwert, mit dem dem anderen Eingang zuge-Begrenzerschaltung oder der Wegsollwert Ss2 dem führten Meßwert, z.B. der dem Istwerteingang/ zuBegrenzer zur Bestimmung der Größe des Durchlaß- io geführten Kraftistwert Fi verglichen. Sofern eine Difbereiches der Begrenzerschaltung zuführbar ist. Der ferenz zwischen den der Regeleinrichtung 6 zugeführ-Istwerteingang der zweiten Regeleinrichtung ist mit ten Soll- und Istwerten Fs 1 und Fi besteht, wird in dem Istwertausgang einer die auf den Einspannkopf Abhängigkeit von der Differenz die Stellgröße Y ausgeübten Kraft messenden Einrichtung verbunden. dem Servoventil 2 zugeführt. Mittels dieser Stellgrö-

Vorteilhaft ist auch eine Schaltungsanordnung, bei 15 ße Y wird das Ventil derart eingestellt, daß Gleichder Umschalter (mechanische oder elektronische) heit zwischen den der Regeleinrichtung 6 zugeführten vorgesehen sind, die in ihrer Ruhelage den Wegist- Soll- und Istwerten Fs 1 und Fi besteht,
wert 5/ mit dem Istwerteingang der ersten Regelein- Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung ist folrichtung, den Kraftistwert Fi mit dem Istwerteingang gende: Nach Einspannen der Probe an einer Seite der zweiten Regeleinrichtung, den ersten Wegsoll- 20 wird mittels des Potentiometers 11 der Sollwert Ss 1 wert 551 mit dem Sollwerteingang der ersten Regel- für den Weg entsprechend der Probenlänge eingeeinrichtung und den ersten Kraftsollwert FsI mit stellt. Da angenommen werden kann, daß Wegistwert dem Verstelleingang für den Durchlaßbereich des 5/ und Wegsollwert SsI nicht übereinstimmen, entBegrenzers und die in ihrer Arbeitslage den Wegist- steht am Ausgang der Regeleinrichtung 12 eine Difwert 5/ mit dem Istwerteingang der zweiten Regelein- 25 ferenzspannung, die in dem Regelverstärker 13 verrichtung, den Kraftistwert Fi mit dem Istwerteingang stärkt und dem Begrenzer 14 zugeführt wird. Dieser der ersten Regeleinrichtung, den zweiten Kraftsoll- Begrenzer 14 ist derart eingestellt, daß er eine Spanwert Fs2 mit dem Sollwerteingang der ersten Regel- nung durchläßt, die einer Kraft entspricht, bei der einrichtung und den zweiten Wegsollwert Ss 2 mit noch keine Beschädigungen der Probe oder der Eindem Verstelleingang für den Durchlaßbereich des 30 spannköpfe auftreten können. Der Ausgangswert Begrenzers verbinden und der Ausgang des Begren- wird als Kraftsollwert Fs 1 der Regeleinrichtung 6 zers mit dem Sollwerteingang der zweiten Regelein- zugeführt. Solange die Kraftmeßdose 4 den Kraftistrichtung verbunden ist. wert Fi = Null meldet, wird die Kolbenstange entspre-

Die Figuren zeigen schematische Ausführungsbei- chend dem Kraftsollwert FsI verstellt. Sobald von

spiele der Erfindung. In 35 der Kraftmeßdose 4 ein Kraftistwert Fi dem Istwert-

F i g. 1 ist eine Schaltungsanordnung dargestellt eingang i der zweiten Regeleinrichtung 6 zugeführt

zur Einstellung des beweglichen Einspannkopfes mit- wird, der dem Kraftsollwert Fs 1 entspricht, wird der

tels der Wegregelung auf die Probenlänge, während Einstellvorgang beendet. Die Probe kann jetzt auch

F i g. 2 eine Ergänzung der F i g. 1 enthält, mit de- am anderen Einspannkopf befestigt werden, und ren Hilfe beim Bruch der Probe die Kolbenstange in 40 nach Umschalten des Kontakts 7 wird ein Kraftsolleine voreingestellte Position gefahren wird. wert Fs 1 über den Kraftsollwerteingang 9 zugeführt,

In den Figuren ist die Prüfmaschine nur schema- und die Probe wird entsprechend dem zugeführten

tisch dargestellt. Mittels eines hydraulischen ZyKn-- Kraftsollwert Fs 1 belastet.

ders 1, der über das elektrisch schaltbare Servoven- Die F i g. 2 zeigt eine Ergänzung der in F i g. 1 ge-

til2 mit einer hier nicht dargestellten hydraulischen 45 zeigten Anordnung. Mittels der Umschaltkontakte

Pumpe verbunden ist, wird eine Prüfkraft auf den 22, 28, 29 und 32 kann von der Einstellbewegung

Probenkörper 8 aufgebracht. Zwischen der Kolben- des beweglichen Einspannkopfes mittels der Wegre-

stange des Zylinders 1 und dem Probenkörper 8 ist gelung umgeschaltet werden auf die Einstellbewe-

die Kraftmeßdose 4 eingeschaltet. gung der Kolbenstange in eine voreingestellte Posi-

Die Kraftmeßdose kann auch zwischen Probenkör- 50 tion nach Bruch der Probe. Für Teile, die bereits in

per und dem nicht näher dargestellten Gestell der F i g. 1 enthalten sind, sind in F i g. 2 die gleichen Be-

Prüfmaschine angeordnet sein. An der Kolbenstange zugszeichen benutzt worden.

ist eine Wegmeßeinrichtung 3 vorgesehen, um den je- In der dargestellten Stellung der Umschaltkontakte weiligen Istwert der Stellung der Kolbenstange meß- 22, 28, 29 und 32 wird der von der Wegmeßeinrichtechnisch zu erfassen. Der Wegistwert Sf ist mit dem 55 tung 3 erfaßte Wegistwert Si über die Leitung 21, den Istwerteingang i der Regeleinrichtung 12 verbunden. Kontakt 22 und die Leitung 23 dem Istwerteingang i Der Sollwerteingang s der Regeleinrichtung 12 ist mit der Regeleinrichtung 12 zugeleitet. Der Sollwerteineinem Geber, z.B. dem Potentiometer 11 zur Ein- gangs der Regeleinrichtung 12 ist über die Leitung stellung des Wegsollwertes SsI verbunden. Der Re- 24 und dem Kontakt 29 mit dem Wegsollwert SsI geleinrichtung 12 ist ein Regelverstärker 13 nachge- 60 verbunden. Der Wegsollwert SsI wird mittels des schaltet, dessen Ausgang mit dem Eingang einer Be- Potentiometers 30 eingestellt. Wie bereits bei F i g. 1 grenzerstufe 14 verbunden ist. Über den Eingang 10 beschrieben, ist die Regeleinrichtung 12 über den kann der Durchlaßbereich des Begrenzers verändert Regelverstärker 13 mit dem Begrenzer 14 verbunden, werden und den gegebenen Verhältnissen angepaßt Dem Begrenzer 14 wird über die Leitung 35 und den werden. Der Ausgang des Begrenzers 14 ist in der 65 Umschaltkontakt 32 der Kraftsollwert FsI zugedargestellten Lage des Umschalters? mit dem Soll- führt, der das Maß des Durchlaßbereiches des Bewerteingangs der Regeleinrichtung 6 verbunden. In grenzers 14 bestimmt. Der Kraftsollwert FsI wird der anderen Stellung des Umschalters 7 ist der Soll- mittels des Potentiometers 34 eingestellt. Der Aus-

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gang des Begrenzers 14 ist über die Leitung 25 mit Kraftistwert Fi dem Kraftsollwert Fi 2 entspricht,

dem Sollwerteingang s der Regeleinrichtung 6 ver- Bei Abweichungen wird über den Regelverstärker

bunden. Der Kraftistwert Fi, der mittels der Kraft- 13, dem Begrenzer 14 und die Regeleinrichtung 6 das

meßdose 4 festgestellt wird, wird über die Leitung Servoventil derart beeinflußt, daß die vorgegebene

27, den Kontakt 28 und die Leitung 26 dem Istwert- 5 Kraft erzeugt wird. Im Normalfall tritt eine Begren-

eingang i der Regeleinrichtung 6 zugeleitet. Die zerwirkung des Begrenzers 14 nicht auf. Ebenso hat

Funktionsweise der in F i g. 2 dargestellten Schal- die Regeleinrichtung 6 zunächst keinen Einfluß auf

tungsanordnung entspricht bei einer Stellung der die Einstellbewegungen. Sobald die Probe bricht,

Umschaltkontakte 22, 28, 29 und 32 entsprechend tritt eine große Differenz zwischen Kraftsollwert Fs 2

der gezeichneten Lage der Funktionsweise der Schal- io und Kraftistwert Fi am Eingang der Regeleinrichtung

tungsanordnung gemäß Fig. 1. 12 auf, so daß am Ausgang eine hohe Differenzspan-

Nach Einspannen der Probe werden die Kontakte nung über den Regelverstärker 13 dem Begrenzer 14 22, 28, 29 und 32 in hier nicht dargestellter Weise, zugeleitet wird, der jetzt die weitergeleitete Diffez. B. von Hand, umgeschaltet, und die Probe 8 wird renzspannung entsprechend dem eingestellten Wegentsprechend einem vorher festgelegten Programm 15 sollwert Ss 2 begrenzt. Solange der Wegsollwert Ss 2 mit der jeweiligen Kraft belastet, die mittels des Po- nicht dem Wegistwert Si entspricht, wird die Kolbententiometers 31 als Kraftsollwert Fs 2 vorgegeben stange in Richtung auf die gewünschte Position bewerden kann. Dieser Kraftsollwert wird über die Lei- wegt. Bei Übereinstimmung von Wegsollwert Ss 2 tung 24 dem Sollwerteingang s der Regeleinrichtung und Wegistwert Si verschwindet am Ausgang der Re-12 zugeleitet. Der Istwerteingang i der Regeleinrich- 20 geleinrichtung 6 die Differenzspannung, und die KoI-tung 12 ist über den umgeschalteten Kontakt 28 und benstange wird stillgesetzt.

die Leitung 27 mit der Kraftmeßdose 4 verbunden In der Schaltungsanordnung wurden für die Ein-

und erhält den Kraftistwert F/. Der Wegistwert Si stellung des Wegsollwertes SsI und das Kraftsoll-

wird über die Leitung 21 und den umgeschalteten wertes FjI bei der Einstellbewegung zur Einspan-

Kontakt 22 sowie die Leitung 26 dem Istwertein- 25 nung der Probe und zur Einstellung des Wegsollwer-

gang i der Regeleinrichtung 6 zugeleitet. Über den tes Ss 2 und des Kraftsollwertes Fs 2 zur Voreinstelumgeschalteten Kontakt 32 und die Leitung 35 wird lung einer Position für die Einstellung der Kolben-

dem Begrenzer 14 der Wegsollwert Ss 2, der mittels stange bei Bruch der Probe jeweils getrennte Potenz

des Potentiometers 33 abgegriffen wird, zugeleitet, tiometer verwandt. Es ist ohne weiteres möglich, statt

der die Größe des Durchlaßbereiches des Begrenzers 30 getrennter Potentiometer auch ein gemeinsames Ein-

14 bestimmt. Stellpotentiometer für die Wegsollwerte bzw. die

Die Funktionsweise der Schaltung gemäß Fig.2 Kraftsollwerte zu verwenden. Außerdem sei darauf

ist folgende: An dem Potentiometer 33 wird der hingewiesen, daß die Sollwerte statt durch Potentio-

Wegsollwert Ss2 eingestellt, auf den die Kolben- meter auch durch Spannungen, die z.B. von einem

stange nach Bruch der Probe gefahren werden soll. 35 Programmautomaten erzeugt werden, vorgegeben

Mit der Regeleinrichtung 12 wird überwacht, daß der werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 (30) mit dem Sollwerteingang (s) der ersten RePatentansprüche: geleinrichtung (12) und den ersten Kraftsollwert Fs 1 (34) mit dem Verstelleingang für den Durch-

1. Schaltungsanordnung für Werkstoffprüf ma- laßbereich des Begrenzers (14) und die in ihrer schinen, insbesondere für hydraulisch angetrie- 5 Arbeitslage den Wegistwert Si mit dem Istwertbene, zur Einstellung des beweglichen Einspann- eingang (i) der zweiten Regeleinrichtung (6), den kopfes auf einen vorgegebenen Wegsollwert Ss 1, Kraftistwert Fi mit dem Istwerteingang (i) der erz. B. zum Einstellen des beweglichen Einspann- sten Regeleinrichtung (12), den zweiten Kraftkopfes auf die Länge der Materialprobe, da- soliwert Fs2 (31) mit dem Sollwerteingang (s) durch gekennzeichnet, daß über Schal- io der ersten Regeleinrichtung (12) und den zweiten tungsanordnungen (z.B. Regeleinrichtungen6) Wegsollwert Ss2 (33) mit dem Verstelleingang die geregelte Bewegung des beweglichen Ein-- für den Durchlaßbereich des Begrenzers (14) verspannkopfes auf den Wegsollwert Ss 1 (11, 30) binden, und der Ausgang des Begrenzers mit dem bei Überschreiten eines voreinstellbaren Kraft- Sollwerteingang (s) der zweiten Regeleinrichtung Sollwertes Fs 1 (34) durch einen Kraftistwert Fi 15 (6) verbunden ist.

unterbrochen wird.

2. Schaltungsanordnung für Werkstoffprüfma-

schinen, insbesondere für hydraulisch angetriebene, zur Einstellung des beweglichen Einspannkopfes auf einen vorgegebenen Kraftsollwert 20 Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsan- Fs2, z.B. zum Einstellen des beweglichen Ein¹- Ordnung für Werkstoffprüfxnaschinen, insbesondere spannkopfes auf die Länge der Materialprobe, für hydraulisch angetriebene, zur Überwachung der dadurch gekennzeichnet, daß über Schaltungsan- Bewegung eines beweglichen Einspannkopfes auf Ordnungen (z. B. Regeleinrichtung 6) die gere- einen vorgegebenen Wegsollwert oder einen vorgegegelte Bewegung des beweglichen Einspannkopfes 25 benen Kraftsollwert, z. B. zum Einstellen des bewegauf den Kraftsollwert Fs 2 (31) bei Überschreiten liehen Einspannkopfes auf die Probenlänge.

eines voreinstellbaren Wegsollwertes Ss 2 durch Bei Prüfmaschinen wird die Werkstoffprobe meist

einen Wegistwert Si unterbrochen wird. nur in einem Einspannkopf befestigt, und dann¹ wird

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- der andere bewegliche Einspannkopf derart eingedurch gekennzeichnet, daß der Ausgangswert 30 stellt, daß die Probe auch in dem anderen Einspamveiner ersten Regeleinrichtung (12) über eine Be- kopf befestigt werden kann. Diese Einstellung des grenzerschaltung (14) dem Sollwerteingang (s) beweglichen Einspannkopfes erfolgt über die Wegreeiner zweiten Regeleinrichtung (6; für die Kraft gelung. Diese Einstellung ist jedoch sehr zeitraubend bzw. für den Weg) zuführbar ist. und bedarf besonders .bei empfindlichen Proben

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 35 eines großen Fingerspitzengefühls, da bei Wegreg- und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraft- lung sehr schnell große Kräfte auftreten können, die Sollwert FiI (34) dem Begrenzer (14) zur Be- die Probe zerstören und Beschädigungen der Mastimmung der Größe des Durchlaßbereiches der schine hervorrufen können, wodurch unter Umstän-Begrenzerschaltung zuführbar ist. den auch das Bedienungspersonal gefährdet werden

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 40 kann. Beispielsweise kann bei einer starren Probe be- und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wegsoll- reits bei Einstellung des Abstandes auf einen um wert Ss 2 (33) dem Begrenzer (14) zur Bestim- 0,5 mm geringeren Abstand die Nennlast der Mamung der Größe des Durchlaßbereiches der Be- schine erreicht werden, wodurch eine verkantete grenzerschaltung zuführbar ist. Probe und/oder die Einspannung selbst verbogen

6. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, da- 45 werden können.

durch gekennzeichnet, daß der Istwerteingang (z) Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die der zweiten Regeleinrichtung (6) mit dem Ist- Wegregelung zur Einstellung des beweglichen Einwertausgang einer die auf den Einspannkopf aus- spannkopfes auf die Probenlänge derart zu verbesgeübten Kraft (Fz) messenden Einrichtung (4) sern, daß Beschädigungen der Proben oder Εη> verbunden ist. 50 spannköpfe nicht mehr möglich sind.

7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, da- Gemäß der Erfindung wird die Einstellung des bedurch gekennzeichnet, daß der Istwerteingang weglichen Einspannkopfes auf einen vorgegebenen (Si) der ersten Regeleinrichtung (12) mit dem Ist- Wegsollwert dadurch erreicht, daß über Schaltungswertausgang (Si) einer die Meßgröße (Si) für den anordnungen die geregelte Bewegung des beweglivom Kolben zurückgelegten Wert abgebenden 55 chen Einspannkopfes auf den ersten Wegsollwert Wegmeßeinrichtung (3) verbunden ist. Ss 1 bei Überschreiten eines voreinstellbaren Kraft-

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch3, da- soliwertes FsI durch einen Kraftistwert Fi unterbrodurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten chen wird.

Regeleinrichtung (12) und dem Begrenzer (14) Die Einstellung des beweglichen Einspannkopfes

ein Regelverstärker (13) eingeschaltet ist. 60 auf einen vorgegebenen Kraftsollwert wird erfin-

9. Schaltungsanordnung nach den Ansprü- dungsgemäß dadurch erreicht, daß über Schaltungschen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Um- anordnungen die geregelte Bewegung des beweglischalter (mechanische oder elektronische 22, 28, chen Einspannkopfes auf den Kraftsollwert Fs 2 bei 29 und 32) vorgesehen sind, die in ihrer Ruhe- Überschreiten eines voreinstellbaren¹ Wegsollwertes lage den Wegistwert 5/ mit dem Istwerteingang 65 Ss 2 durch einen Wegistwert Si unterbrochen wird. (i) der ersten Regeleinrichtung (12), den Kraftist- Hierdurch wird die Aufgabe gelöst, beim Bruch der wert Fi mit dem Istwerteingang (1) der zweiten Probe die Kolbenstange in eine voreinstellbare Posi-Regeleinrichtung (6), den ersten Wegsollwert Ss 1 tion zu fahren.