DE2213436C2

DE2213436C2 - Schaltungsanordnung für Werkstoffprüfmaschinen zur Einstellung des beweglichen Einspannkopfes auf einen vorgegebenen Sollwert

Info

Publication number: DE2213436C2
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: 1974-04-11
Also published as: US3800589A; GB1381552A; JPS5425832B2; JPS4914185A; CH543739A; DE2213436A1; DE2213436B1; FR2177344A5

Description

2. Schaltungsanordnung für Werkstoffpnifma-

schinen, insbesondere für hydraulisch angetriebene, zur Einstellung des beweglichen Einspannkopfes auf einen vorgegebenen Kraitsoiiwen 30 Die Erfindung bezirhi \n.n auf eine Schaltungsar. Fs 1. z.B. zum Einstellen des beweglichen Ein- Ordnung für Werkstoffprüfmaschinen, insbesondere spannkopfes auf lie Länge der Materialprobe, für hydraulisch angetrieben.·, zur Überwachung der dadurch gekennzeichnet, daß über Schaltungsan- Bewegung eines beweglichen Emspmnkopfes auf Ordnungen (z.B. Regeleinrichtung6) die gere- einen vorgegebenen Wegsnilwert oder einen vorgegt gelte Bewegung des beweglichen Einspannkopfes 35 benen Kraftsollwert. 1. B zum Einstellen des bewey auf den Kraftsollwert Fs 2 (31) bei Überschreiteri liehen Einspannkopfes auf d=e Probenlänge.

eines voreinstellbaren Wegsollwertes Ss2 durch Bei Prüfmaschinen wird Jie Werkstoffprobe meist

einen Wegistwert 5/ unterbrochen w»rJ. nur in einem Einspannkopf befestigt, und dann wird

3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, da- der andere bewegliche t inspannkopf derart ."-.ge durch gekennzeichnet, daß der Ausgangswert 30 stellt, daß die Probe auch in dem ande »n Ems₍>ann einer ersten Regeleinrichtung (12) über eine Be- kopf befestigt werden kann. Diese I nstellung des grenzerschaltung (14) dem Soliwerteingang (s) beweglichen Einsprnnki'pfes erfolgt über die Wegie einer zweiten Regeleinrichtung (6; für die Kraft gelurrg. Diese Einstellung ist jedoch sehr zeitraubend bzw. für den Weg) zuführbar ist. und bedarf besonder-, bei empfindlichen Proben

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

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2 40 kann. Beispielsweise kann bei einer sta, ren 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 Besiim- 0,5 mm geringeren Abstand die Nenn'ast 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. Schaltungsanordnuno nach AnsTuch 3 da- 45 werden können.

durch gekennzeichnet, daß der Istwerteingang (1) 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 (Ft) messenden Einrichtung (4) sern. daß Beschädigungen der Proben oder Imverbunden ist. 50 spannköpfe nicht mehr möglich sind.

7 Schaltungsanordnung nach Anspruch!, da Gemäß der Erfindung wird die Einstellung (W bsdurch gekennzeichnet, daß der Istwerteingang weglirhen Einspannkopfes auf einen vorgegebenen (5/) 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 bewegli JOm Kolben zurückgelegten Wert abgebenden 55 chen Einspannkopfes auf den ersten Wegsollwert TrigiScDciniitniung i3) verbunden isi. Ss ί bei inerschreiicn eines vweinMciifoaren Kran-

8. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, da- Sollwertes /si durch einen Kraftistwert Fi unteibrodurch gekennzeichnet, daß zwischen der ersten chcn wird

Regeleinrichtung (i2) und dem Begrenzer (14) Die Einstellung des beweglichen Einspannkopfes

ein RegeJveisiarkeriJ.^eineescbaffef ist. 60 auf einen vorgegebenen KraitsnUwcrt wird crfin

9. Schaltungsanordnung nach ilen Ansprti- dungsgemaß dadurch erreicht, daß über Schaltung chen 1 bis6, dadurch eikrnn/eichntt daß Hm- anordnungen die geregelte Bewegung des bcweghschaltcr (mechanische <><ler elektronische 22, 28, chcn F.inspannkopfes auf ilen Kr.iitsollwen lsi bei und 32) vorgesehen sim! da· m ih·<τ Ruhe- tbcrschreiten eines vorcinstcllhurcn Wegs«>('wertes lage den Wegistwert S/ mn dem Kfutriiin^ang 65 .V*2 durch einen Wcgisiwrrt Sj unterbrochen wird (/) der ersten Rcgelcinnihiung (12). den Kruftist- M-niurch wird die Aufgabe (»clmi. beim Bruth ik_f wert Fi mit dem Istwertcingang (/) der zweiten Probe die Kolbenstange in eine vomnstcllharc ⁿi\\ Regeleinrichtung (6), den eisten Weps«>lIwen Vt 1 lion /u fahren

3 4

Rei Einstellung des beweglichen Li^pannkopfes wertemgangj der Regeleinrichtung $ mn '-1er

auf die Probenlänge wird gemäß einer weiteren Aus Buch>e9 für den Kraitsollwert fs 1 verbunden. Dem

gestaltung der Erfindung der Ausgangswert einer er- Istwerteingang ι der Regeleinrichtung 6 wird der

sten Regeleinrichtung über eine Begrenzetschaltung Kraftistwert F/, der mittels der Kraftmeßdose 4 er-

dem Sollwerteingang einer zweiten Regeleinnchiung 5 faßt wird, zugeführt. In der Regeleinrichtung 6 wild

(für die \rJi bzw. für den Weg) zugeführt, wnhci in an sich bekannter Weise der einem Eingang zuge-

entwedci der Kraftsollwert Fj 1 dein Begrenzer zur führte Wert, z.B. der dem Sollwerteingang s zuge-

Bestimrrung der Größe des Durchlaßbereiches Jei führte Sollwert, mit dem dem anderen Eingang zuge-

Begrenzervrhaltung oder der Wessollwert S*2 dem führten Meßwert, z.B. der dem Istwerteingang/ zu-

BegreriA-r zur Bestimmung der Große <le> Dur*.h':>ß- io geführten Kraftistwert Fi verglichen. Sofern eine Dif-

bereic'ies der üegrenzerschaltung /ufuhrbar ist Der ferenz zwischen den der Regeleinrichtung 6 zugeführ-

Isuver'-ingang der zweiten Regeleinrichtung ist mit ten Soll- und Istwerten FsI und Fi besteht, wird in

dem I-wertausgang einer die auf den Einsj,annk;;pf Abhängigkeit von der Differenz die Stellgröße Y

ausfiv ^hten Kraft messenden Einricht mg verbunden. dem Servoventil zugeführt. Mittels dieser Stellgrö-

V. : c:!haft M auch eine Schaltimgsano: ,υ:ΐζ, bei 15 ße Y wird das Ventil derart eingestellt, düö Gleichder ' m^nalter (mechanhche .>-*er clek-nnische) heit zwischen den der Regeleinrichtung 6 zugeführten vorgehen· sind, die in ihrer Ru^u _:cla_&_ d~ ■ Weg.it- Soll- und Istwerten Fs 1 und Fi besteht, wen >. mit dem Istwerteingang ■_,_. -'<.·..! Regelein- Die Arbeitsweise der Schaltungsanordnung ist folrichrjig. den Kraftistwert Fi mit .1. Istwerteingang gende: Nach Einspannen der Probe an einer Seite dei ^Λΰϊι»η Regeleinrichtu-·!, uen erstea Wegso'.l- 20 wird mittels des Potentiometers 11 der Sollwert SsI wert VsI mit dem Sollwerte:. - ng der ersten Regel- für den Weg entsprechend der Probenlänge einge einrichtung und den ersten Kraftsollwert FsI mit stellt. Da .!!-genommen werden kw daß Wegistwert dem Verstelleingang für den Durchlaßbereich des Si und Wegsollwert Ss 1 nicht übereinstimmen, ent-Beg nzers und die in ihrer Arbeitslage den VVegist- steht am Ausgang der Regeleinrichtung 12 eine Di f-WCi-S/ mildem Istwerteingang der zweiten Regclein- ag ferenzspannung, die in dem Regelverstärker 13 verrieh; iiig. den Kraftistwert Fi mit dem Istwerteingang stärkt und dem Begrenzer 14 zugeführt wird. Dieser der -Tsten Regeleinrichtung, den zweiten Krahsoll- Begrenze.- 14 ist derart eingestellt, daß er eine Spanwc-i .' >2 mit dem Sollwerteingmg der ersten Regel- nung durchläßt, die einer Kraft entspricht, bei der ein'ichtur.g und den zweiten We^sollwert Ss2 mit noch keine Beschädigungen der Probe oder der Eindem Veistelleingang für den Durchlaßbeieich des 30 spannköpfe auftreten können. Der Ausgangswert Begrenzers verbinden und der Ausgang des Begren- wird als Kraftsoliwert FsI der Regeleinrichtung 6 ze. - mit dem Sollwertiingang der zweiten Regelein- zugeführt. Solange die Kraftmeßdose 4 den Kraftistriehtung verbunden ist. ,ert Fi NpH meldet, wird die Kolbenstange entspre-

Die Figuren zeiger, schematische Ausführungsbei- chcnd dem Kraftscllwert ^sI verstellt. Sobald von

spiele der Γ ^r;ndung. In 35 der Kraftmeßdose 4 ein Kraftistwert Fi dem Istwert-

Fig. 1 1..1 eine Schaltungsanordnung dargestellt eingang/ der zweiten Regeleinrichtung6 zugeführt

zur Einstellung des beweglichen Einspannkopfe- mit- wird, der dem Kraftsollwert FsI entspricht, wiro der

lelsder Wegregelung auf die Pro'ienlänge, 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 be'm Bruch der Probe die Kolbenstange in 40 nach Umschalten des Kontakts 7 wird ein Kraftsolleine voreingestellte Position gefahren wird. wrt Fs 1 über den Kraftsollwerteingang 9 zugeführt.

In 'Jen Figuren ist die Prüfmaschine nur schema- und die Probe wird entsprechend dein zugeführten

tisch dargestellt. Mittels eines hydraulischen Zylin- Kraftsollwert FsI belastet.

dersl, der über das elektrisch ^haltbare Serveven- Die Fig. 2 zeigt eine Ergänzung der i<? F.g. 1 ge-

ti'2 mit einer hier nicht dargesteilten hydraulischen 45 zeigten Anordnung. Mitieis der Umschalikontakte

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

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-

dic 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 zugszeichcn benutzt worden.

ist eine Wegmeßeinrichtung 3 vorgesehen, um den je- Ii der dargeste'lten Stellung der Umschaltkontakfe

weiligen Istwert der Stellung der Kolbei.stange meß- 22, 28, Γ.9 und 32 wird der von der Wegmeßeinrich-

tcchnisch zu erfasst·.) Der Wegistwert Vz ist mit dem 55 tdiiü 3 erfaßte Weuistwert Si über die Leitung 21, den

Istwerteingang/ der Regeleinrichtung 12 verbunden. Kontakt 22 und die leitung 23 dem Istwerteingang/

Der Sollwerteingang τ der Regeleinrichtung 12 ist mit Jr Regeleinrichtung 12 zugeleitet. Der Sollwertein-

einem Geber, / B dem Potentiometer 11 zur Ein- gangs der Rc Heinrichtung 12 ist über die Leitung

stellung des We^Sollwertes Ss 1 verbunden Der Rc- 24 und dem Kontakt 29 mit lern Wegsollwert 5.ν Ϊ

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gang des Begrenzers 14 ist über die Leitung 25 mit dem SoUwertcingangi der Regeleinrichtung (i verbunden. Der Kraftistwert Fi, der mittels der Kraftmeßdose 4 festgestellt wird, wird über die Leitung 27, den Kontakt 28 und die Leitung 26 dem Istwert' eingang/ der Regeleinrichtung6 zugeleitet. Die Funktionsweise der in Fig.2 dargestellten Schaltungsanordnung entspricht bei einer Stellung der Umschaltkontakte 22, 28, 29 und 32 entsprechend der gezeichneten Lage der Funktionsweise der Schaltungsanordnung gemäß Fi g. 1.

Nach Einspannen der Probe Werden die Kontakte 22. 28, 29 und 32 in hier nicht dargestellter Weise. z.B. von Hand, umgeschaltet, und die Probe β wird entsprechend einem vorher festgelegten Programm mit der jeweiligen Kraft belastet, die mittels des Potentiometers 31 als Kraftsollwert Fj 2 vorgegeben werden kann Dieser Kraftsollwert wird über die Leitung 24 dem Sollwcrteingangj der Regeleinrichtung 12 zugeleitet. Der Istwerteingang/ der Regeleinrichtung 12 ist über den umgeschalteten Kontakt 28 und die Leitung 27 mit der Kraftmeßdose 4 verbunden und erhält den Kraftistwert Fi. Der Wegistwert 57 wird über die Leitung 21 und den umgeschalteten Kontakt 22 sowie die Leitu^ 26 dem Istwerteing;jng / der Regeleinrichtung 6 zugeleitet. Über den umgeschalteten Kontakt 32 und die Leitung 35 wird dem Begrenzer 14 der Wegsollwert Ss 2, der mittels des Potentiometers 33 abgegriffen wird, zugeleitet, der die Größe des Durchlaßbereiches des Begrenzers 14 bestimmt.

Die Funktionsweise der Schaltung gemäß Fig. 2 ist folgende: An dem Potentiometer 33 wird der Wegsollwert 55 2 eingestellt, auf den die Kolbenstange nach Bruch der Probe gefahren werden soll. Mit der Regeleinrichtung 12 wird überwacht, daß der Kraftistwert Fi dem Kraftsollwert Fs2 entspricht. Bei Abweichungen wird über den RcgelvcrstHrkcr 13, dem Begrenzer 14 und die Regeleinrichtung 6 das Servoventil derart beeinflußt, daß die vorgegebene

Kraft erzeugt wird. Tm Normalfdll tritt eine Begrenzerwirkung des Begrenzers 14 nicht auf. Ebenso hat die Regeleinrichtung 6 zunächst keinen Einfluß auf die Einstcllbcwegungcn. Sobald die Probe bricht, tritt eine große Differenz, zwischen Kraftsollwcrt Fs 2

»ο und Krafiistwert Fi am Eingang der Regelcinrichlurtg 12 auf, so daß am Ausgang cine hohe: DiffcreiKwipannung über den Rcgclvcrstärker 13 dem Begrenzer 14 zugeleitet wird, der jetzt die weitergeluitete Differenzspannung entsprechend dem cingesteflten Weg-

Sollwert Ss 2 begrenzt. Solange der WegsoIJwcrt .Vt 2 nicht dem Wcgislwert Si entspricht, wird die Kolbenstange in Richtung auf die gewünschte PosiMon bewegt. Bei Übereinstimmung von Wegsollwert SsZ und Wegistwcrt Si verschwindet am Ausgang der Rc-

so gclcinriclitungo die Differenzspannung, und die Kolbenstange wird stillgesetzt.

In der Schaltungsanordnung wurden für die Einstellung des Wegsollwcrtes SsI und das Kraflsolfwertes FsI bei der Einslellbcwcgung zur Einspan-

nung der Probe und zur Einstellung des Wcgsollw<:rtes Ss 1 und des Kraftsollwertes FsZ zur Voreinstellung einer Position für die Einstellung der Kolbenstange bei Bruch der Probe jeweils getrennte Potentiometer verwand Es ist ohne weiteres möglich, statt getrennter Potentiometer auch ein gemeinsames Einstellpotentiometcr für die WegsoUwcrte bzw. die Kraftsollwcrtc zu verwenden. Außerdem sei darauf hingewiesen, daß die Sollwerte statt durch Potentiometer auch durch Spannungen, die z.B. von einem Pragrammautomaten erzeugt werden, vorgegeben werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 (30) mit dem Soliwerteingang (s) der ersten Re- Patentanspriiche: geleinrichtung (12) und den ersten Kraftsollwert Fs 1 (34) mit dem VerstcMeingang fiii den Durch

1. Schaltungsanordnung für Werkstoffprüfma- laßbereith 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 (/) der zweiten Regeleinrichtung (6) !en kopfes auf einen vorgegebenen Wegsollwert 5s 1, Kraftistwert Fi mit dem Istwerteingang (/) der erz. B. zum Einstellen des beweglichen Einspann- sten Regeleinrichtung (12), den zweiten Kraftkopfes auf die Länge der Materialprobe, da- soüwert FsI (31) mit dem Sollwerteingang (_S) durch gekennzeichnet, daß über Schal- io der er ten Regeleinrichtung (12) und den zweiten tungsanordnungen (z.B. Regeleinrichtungen 6) Wegsollwert Ss 2 (33) mit dem Verstelleing in^ die geregelte Bewegung des beweglichen Hin- für den Durchlaßbereich des Begrenzers (14) ver spannkopfes auf den Wegsollwert Ss 1 (11, 30) binden, und der Ausgang des Begrenzers mit dem bei Überschreiten eines voreinstellbaren Kraft- Sollwerteingang (0 der /weiten Regeleinrichtung Sollwertes Fs 1 (34) durch einen Kraftistwert Fi 15 (6) verbunden ist.

unterbrochen wird.