DE2239554A1

DE2239554A1 - Universalpruefmaschine

Info

Publication number: DE2239554A1
Application number: DE19722239554
Authority: DE
Inventors: Burkhard Dipl Ing Schnell; Dietmar Dr Ing Spiess
Original assignee: Zwick and Co KG
Current assignee: Zwick and Co KG
Priority date: 1972-08-11
Filing date: 1972-08-11
Publication date: 1974-02-21

Description

Universalprüfmaschine Die Erfindung betrifft eine Universalprüfmaschine mit einem Maschinenrahmen aus einem Querhaupt und einem Sockel mit beide verbindenden Säulen und mit im Sockel und im Querhaupt gelagerten Spindeln zum Antrieb einer längs der Säulen verstellbaren Traverse.
Derartige Maschinen dienen dazup einen Prüfling zwischen der Traverse einerseits und dem Querhaupt oder dem Sokkel andererseits Druck- oder Zugbelastungen auszusetzen, wobei die Reaktionskräfte vom Maschinenrahmen und insbesondere von den die Traverse antreibenden Spindeln aufgenommen werden. Bei den bekannten Maschinen können sich dabei je nach Art der Prüfung in den Spindeln Zug- oder Druckspannungen ergeben, und die Lagerung der Spindeln in Querhaupt und Sockel muß so beschaffen sein, daß sowohl Spindeldruck als auch Spindelzug übertragen werden kann. Mit den sich im Maschinenrahmen und insbesondern in den Spindeln beim Prüfvergang aufbauenden Spannungen gehen entsprechende Dehnungen bzw. Stauchungen der Rahmenelemente bzw. der Spindeln konform, die sich gleichsam in einem Nachgeben der Maschinenkonstruktien gegenüber der Prüfkraft äußern. Darüber hinaus ist die Größe dieser Verformungen u.a. auch abhängig von der jeweiligen Stellung der Traverse im Maschinenrahmen, also ab.
hängig von der jeweils geforderten Prüflänge. Im Ganzen stören diese elastischen Verformungen un so mehr, Je höhere Ansprüche an die Genauigkeit der Prtifung gestellt werden.
Der Erfindung liegt in erster Linie die Aufgabe zugrunde, eine Universalprüfmaschine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie ich in ihrer Reaktion auf die PrUfkraft gleichsam steifer verhält, daß also die als Felge der Prüfkraft während des Prüfvorganges auftretenden Maschinenverformungen möglichst klein und gleich bleiben.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Säulen und die Spindeln über das Querhaupt und den Sockel gegeneinander verspannt und hierdurch auch bei unbelasteter Traverse die Säulen auf Druck und die Spindeln auf Zug vorgespannt sind, In bevorzugter Ausführungsform ist die Vorspannung der Säulen und die der Spindeln größer als die sich als Reaktion auf die Priifkraft der Vorspannung in den säulen und Spindeln tiberlagernden Spannungen. Dann sind unabhängig von der Richtung der Prüfkraft, also sowohl bei Druck als auch bei Zugprflfungen, stets die Spindeln auf Zug, die Säulen auf Druck belastet; eine Richtungsumkehr der auch bei Naximalbelastung stets verbleibenden Restkraft im Maschinenrahsen einschließlich Spindeln findet somit nicht mehr statt. Das ermöglicht eine sehr vorteilhafte Ausführungsform, bei der die Spindeln am Querhaupt und am Sockel in axial nur einseitig wirkenden, den Spindelzug aufnehmenden Lagern gehalten sind. Entsprechend sind die Säulen am Querhaupt und am Sockel in axial nur einseitig wirkenden, den Säulendruck aufnehmenden Verbindungen gehalten.
Der durch die Erfindung erreichte technische Fortschritt besteht zunächst darin, daß sich bei der Universalprtif.
maschine nach der Erfindung der Maschinenrahmen wegen der gegenseitigen Verspannung der spindeln mit den Säulen in seiner Reaktion auf die Prüfkraft wesentlich steifer verhält und daß dementsprechend die unter der Virkung der Prttfkraft auftretenden elastischen Verformungen der Maschine wesentlich geringer sind als bei einer Universalprüfmaschine üblicher Bauart. DarUber hinaus ist die Abhängigkeit der Größe der Verformungen von der Stellung der Traverse im Maschinenrahmen geringer. Da die Spindeln immer auf Zug belastet sind, entfällt ihre Auslegung auf Knickung. DarUber hinaus entfällt Jegliches Lagerspiel, das bei einer Richtungsumkehr der Belastung bei nicht vorgespannten Einzellagern unvermeidbar wäre. Zugleich wird durch die Verspannung der Maschine erreicht, daß sich die in den Spindeln einstellende Zugspannung in Vergleich zwischen ent- und belasteter Traverse weit weniger Indert als bei herkömmlichen Maschinen dies zwischen Belastung und Entlastung der Fall ist, weil sich die jeweiligen Verformunganteile der oberhalb und unterhalb der Traverse befindlichen Spindelabschnitte mit denen der Säulen teilweise kompensieren. Die Lastverteilung auf beide Lager bewirkt Je nach Kraftrichtung eine Lastzunahme des einen Lagers und eine entsprechende Lastabnahme des anderen Lagers, wobei die Su-e der axialen Lagerbelastungen annährund konstant bleibt, was wiederum den Vorteil gleichbleibender Reibungsdrehmomente und damit einer in wesentlichen von der Prüfkraft unabhängigen konstanten Verlustleistung der Lager während des Prüfvorganges bringt. Äußerdea wird infolge der Vorspannung bei Verwendung von Wälzlagern die Wirksamkeit der durch die Hertzsche Pressung bedingten geringeren Lagersteifigkeit ausgeschaltet.
Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Die einzige Figur zeigt unter Verzicht auf alle in Verbindung mit der Erfindung unwesentlichen Teile eine Universal prüfmaschine mit einem Maschinenrahmen aus einem Querhaupt 1, einem Sockel 2 und das Querhaupt und den Sockel verbindenden Säulen 3, von welchen im Ausführungsbeispiel insgesamt vier Stück vorgesehen sind, von welchen jeweils zwei senkrecht zur Zeichnungsebene hintereinander angeordnet und die hinteren in der Zeichnung durch die vorderen verdeckt sind. An den Säulen 3 ist längsverstellbar eine Traverse 4 geführt, wozu Traverse bei 5 angedeutete FUhrungsbüchsen aufweist. Zum Verstellen-der Traverse 4 dienen zwei Spindeln 6 die je zwischen zwei Säulen 3 angeordnet und in Lagern 9 im-Querhaupt 1 und im Sockel 2 drehbar gelagert sind0 Das Spindelgewinde 7 läuft in Spindelmuttern 8, die fest in die Traverse eingesetzt sind. Der Drehantrieb für die Spindeln 6 ist nicht dargestellt. An der Traverse 4 und am Querhaupt 1 befindet sich je ein Anschlußzapfen 10 zur Aufnahme geeigneter Prüfeinrichtungen und zum Anschluß des Prüflings.
Die Säulen 3 und die Spindeln 6 sind Uber das Querhaupt 1 und den Sockel 2 gegeneinander verspannt, so daß auch bei unbelasteter Traverse 4 die Säulen 3 auf Druck und die Spindeln 6 auf Zug vorgespannt sind. Diese Vorspannung ist größer als diejenigen Spannungen, die sich als Reaktion auf die Prüfkraft maximal in den Spindeln 6 und den Säulen 3 der Vorspannung überlagern kannen, so daß die Spindeln immer zug-, die Säulen immer druckbelastet sind und die Reaktionkräfte sich in Maschinenrahmen niemals umkehren, unabhängig daven, ab eine Zug- oder eine Druckprüfung durchgeführt wird. Die Säulen 3 brauchen daher ausschließlich Druckkräfte, die Spindeln 6 nur Zugkräfte auf das Querhaupt 1 und den Seckel 2 zu übertragen, was den Anschluß der Säulen 3 und Spindeln 6 an Querhaupt 1 und Sockel 2 wesentlich erleichtert. Insbesondere genügt es, bezüglich der Spindeln 6 nur solcher Lager 9 an Querhaupt 1 und Sockel 2 verzusehen, die neben der radialen Führung axial einseitig wirken, nlalich nur den Spindelzug übertragen.
Die Verspannung der Spindeln 6 gegen die Säulen 3 erfolgt bei der Montage der Maschine durch Dahnig der Spindeln 6 mittels am Spindelkopf Ga vorübergehend angesetzter gee igne Spanneinrichtungen und durch Fixierung der erreichten Spindeldehnung durch entsprechende axiale Verankerung des Spindelkopfes 6a am Querhaupt 1 wozu im Ausführungsbeispiel eine auf den Spindelkopf aufgeschraubte Mutter 10 dient.

Claims

nsprüche

1. Universalprüfmaschine mit einem Maschinenrahmen aus einem Querhaupt und einem Sockel mit beide verbindenden Säulen und mit in Sockel und ia Querhaupt gelag-rten Spindeln zum Antrieb einer längs der Säulen verstellbaren Traverse, dadurch gekennzeichnet, daß die Säulen (3) und die Spindeln (6) über das querhaupt (1) und den Sockel (2) gegeneinander verspannt und hierdurch auch bei unbelasteter Traverse (4) dio Säulen (3) auf Druck, die Spindeln (6) auf Zug vorgespannt sind.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannung der Säulen (3) und Spindeln (6) größer ist als die sich als Reaktion auf die Prüfkraft in den Spindeln (6) und Säulen (3) der Vorspannung überlagernden Spannungen.

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindeln (6) am Querhaupt (1) und am Sockel (2) in axial nur einseitig wirkenden, den Spindelzug aufnennenden Lagern gehalten sind.

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Säulen (3) am. Querhaupt (1) und am Sockel (2) in axial nur einseitig wirkenden, den Säul-ndruck aufnehmenden Verbindungen gehalten sind.

L e e r s e i t e