DE2513085C2 - Vorrichtung zum linearen Ausmessen der Axialdehnung von Proben - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum linearen Ausmessen der Axialdehnung von längsgestreckten, vorzugsweise in Kernreaktoren bestrahlten Proben, welche durch Zug mittels Zugsträngen belastet werden.

In Zeitstandsversuchen werden die Zeitstandsfestigkeitswerte von Proben und bei durch Neutronenbestrahlung im Reaktor stark versprödeten Proben unter einem genau definierten, einachsigen Spannungszustand ermittelt. Hierfür wird an den Zeitstandsversuch u. a. die Anforderung gestellt, daß die Genauigkeit der Wegmessung auch über Dehnungen, z. B. an Flachproben, von mm und mehr besser als 1 μπι ist.

Es ist bekannt, zur Wegmessung induktive Meßumformer zu verwenden (Pflier: Elektrische Messung mechanischer Großen (1948), Seiten 68 bis 70), wobei von der Verschiebung eines Ferritkernes in einem zylindrischen Spulensystem bzw. zwischen Meßspulen Gebrauch gemacht wird. Die Kennlinie des Systems ist zumindest teilweise nicht linear. Die Anwendung eines einzelnen Spulensystems dieser Art bleibt jedoch aui'die Messung von sehr kleinen Wegverschiebungen bzw. Abstandsänderungen beschränkt

Die oben genannte Anforderung könnte mit indukti-

IU ven Wegaufnehmern anderer Bauart, wie sie bei solchen Zeitstandsversuchen Verwendung finden auch nicht oder nur unter hohem technischen Aufwand erfüllt werden. Um große Weglängen linear, d. h. ohne zusätzliche Korrektur, ausmessen zu können, müßte

ii entweder entsprechend dem maximal anfallenden Weg die Größe der Meßspule ausgewählt werden, was zumindest aus Platzgtünden auf Schwierigkeiten stößt, oder es werden bei unterschiedlich auszumessenden Weglängen mehrere Wegaufnehmer benötigt, damit die Versuche immer im linearen Meßbereich der Meßspule jedes induktiven Wegaufnehmers durchzuführen sind. Linear wirkt der induktive Wegaufnehmer, wie bereits erwähnt, nur in einem begrenzten Mittelbereich der Meßspule, in deren Innern ein Ferritkern axial bewegbar angeordnet ist.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nunmehr darin, eine Vorrichtung zu schaffen, bei der mit einem einzigen induktiven Wegaufnehmer mit begrenztem linearem Meßbereich, Zeitstand- und Kriechversuche an bestrahlten Proben mit einer hohen Auflösung (mindestens 1 μ) und einer Mindestgenauigkeit von kleiner 1% bezogen auf den gesamten linearen Meßbereich durchgeführt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß in den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 beschrieben.

Vorteilhafte Ausführungsformen der erfindungsgetnäßen Vorrichtung sind in den weiteren Ansprüchen wiedergegeben.

ίο Der besondere technische Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist darin zu sehen, daß eine große Weglänge in gleichgroße Meßabschnitte aufgeteilt wird, die sich jeweils im Linearbereich der Meßspule befinden und trotzdem nur mit einem einzigen Meßsystem ausgekommen wird. Weiterhin entfallen die Kosten für die Bereitstellung mehrerer Spulen und die notwendigen Dekontamations- und Schleusarbeiten beim Auswechseln der Meßspulen, was mit einem hohen Zeitaufwand verbunden wäre. Da außerdem in den seltensten Fällen vor dem Versuch bekannt ist, welche Dehnbeträge anfallen, werden durch das erfindungsgemäße System Fehler bei der Versuchsdurchführung mit bestrahlten Proben, die nur in geringer Anzahl zur Verfügung stehen, vermieden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels mittels der Fig. 1 und 2 näher erläutert. Die

F i g. 1 zeigt dabei einen Schnitt durch einen Teil eines Zugstranges und den induktiven Wegaufnehmer sowie die Entriegelungsvorrichtung und die

F i g. 2 eine Aufsicht auf den einen Zugstrang und den induktiven Wegaufnehmer.

In F i g. 1 ist ein Zugstrang 1 dargestellt, der auf einem bestimmten Teil seiner Länge verjüngt ist. Auf das verjüngte Teil ist mittels der Schrauben 2 und 3 der induktive Wegaufnehmer 4 mit Meßspule 5 und Ferritkern 6 aufgeschraubt. Der Ferritkern 6 ist im Innenraum der Meßspulen 5 axial beweglich und auf

beiden Seiten des Gehäuses 7 für die Meßspule gelagert. Die eine stabförmige Fortsetzung 8 des Ferritkernes 6 ist über einen als Federdraht ausgebildeten Axialausgleich 9 mit dem Ferritkernträger 10 verbunden, welcher einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und L· B. aus Messing hergestellt ist.

Der Ferritkernträger 10 ist durch eine Bohrung 11 in einem Arretier- bzw. Halteteil 12 geführt, während das Halteteil 12 über eine Schraubverbindung 13 an einer mechanischen Meßübertragungsplatte 14 befestigt ist. iu Diese mechanische Meßübertragungsplatte 14 ist eine kreisförmige Scheibe mit einer Innenbohrung 15, durch welche das verjüngte Teil des unteren Zugstranges 1 hindurchgeführt ist.

Ebenfalls an der Meßübertragungsplatte 14 ist die Entriegelungsvorrichtung 39 befestigt. Sie besteht im wesentlichen aus einer zylinderförmigen Hülse 16, in deren Innern ein Stab 19 enthalten ist, welcher an dem Joch 17 des Zugmagneten 18 angeschraubt und an dessen freien Stirnende 20 der Entriegelungsbolzen 21 2« befestigt ist. Der Entriegelungsbolzen 21 ist über eine Feder 22 gegenüber einer Grundplatte 23 federgelagert.

Durch die Wandung des Zylinders 16 sind im oberen Teil zwei gegenüberliegende Öffnungen 24 und 25 eingefügt, durch die der Hals 26 bzw. der Kopf 27 des J3 Haltestiftes 28 hindurchgeführt sind. Der Haltestift 28 liegt parallel zu der einen Oberfläche der Meßübertragungsplatte und vorzugsweise senkrecht zur Dehnungsrichtung bzw. der Bewegungsrichtung des Ferritkernträgers 10. Die Spitze 29 des Haltestiftes 28 ist durch m eine Querbohrung 30 im Arretierteil 12 hindurchgeführt und liegt auf der Oberfläche des Ferritkernträgers 10 in Arretierstellung auf. Der Druck auf den Ferritkernträger 10 wird über eine Spannfeder 31 ausgeübt, welche sowohl auf eine fest am Haltestift 28 angeordnete Platte 32 und auf die Oberfläche der Hülse 16 wirkt.

Die Entriegelung des Haltesliftes 28 erfolgt über den Zugmagneten 18 bzw. das Joch 17 und den Entriegelungsbolzen 21. Der Impuls für die Entriegelung wird von außerhalb erzeugt. Er erfolgt entweder in -to bestimmten Zeitabständen oder auf Grund von registrierten Weg- bzw. Dehnungsänderungen. Der Impuls verursacht einen Stromdurchfluß durch den Zugmagneten 18, so daß das Joch angezogen wird und über den Stift 19 und cen Entriegelungsbolzen 2i den Haltestift von der Oberfläche des f-erritkemirägers 10 löst. Dies erfolgt dadurch, daß der Entriegelungsbolzen 21 eine Innenbohrung 33 aufweist, durch die ebenfalls der Haltestift 28 hindurchgeführt ist und außerdem die Innenbohrung 33 zumindest teilweise zu einer konischen Auflauffläche 34 ausgebildet ist, die bei einer Translationsbewegung des Entriegelungsbolzens 21 den Kopf 27 des Haltestiftes 28 abhebt gegenüber dem Druck der Spannfeder 31. Nach Beendigung des Impulses auf den Zugmagneten 18 stellt die Rückholfeder 22 den Entriegelungsbolzen 21 in seine Ausgangsstellung zurück und damit auch den Haltestift 28.

Während der Entriegelungszeitdauer fällt nunmehr der Ferritkernträger 10 und mit ihn· der Ferritkern 6 in seine Ausgangsstellung zurück. Jedoch ist durch eine mechanische Nullpunktjustierung 35 dafür gesorgt, daß diese Ausgangsstellung jeweils definiert ist. Die mechanische Nullpunktjustierung 35 besteht aus zwei Scheiben 36 und 37, wovon die Scheibe 36 an dem Gehäuse 7 für den induktiven Wegaufnehmer und die Scheibe 37 über ein Gewinde auf den Bolzen 8 des Ferritkernes 6 aufgeschraubt ist. Der Abstand zwischen beiden wird durch eine Feder 38 geregelt.

Durch die laufende Rückstellung des Ferritkernträgers 10 und des Ferritkernes 6 erfolgt somit die Ausmessung der Dehnung der nicht näher dargestellten Probe immer im linea.-en Bereich der Meßspule 5 bzw. des induktiven Wegaufnehmers und die Meßkennlinie, welche aufgenommen wird, entspricht einer Sägezahnkennlinie.

In F i g. 2 ist die Aufsicht auf den unteren Zugstrang 1 dargestellt. Der induktive Wegaufnehmer 4 ist mit mechanischer Nullpunktjustierung 35, Axialausgleich 9, Führungsteil 12 und mechanischer Meßübertragungsplatte 14 deutlich erkennbar. Die mechanische Meßübertragungsplatte 14 ist über die beiden diametral gegenüberliegend angeschraubten Ausgleichsfederblcche 39 und 40 sowie die daran festgeschraubten Meßschienen 41 und 42 an dem nicht näher dargestellten oberen Zustrang aufgehängt. Die Dehnungsrichtung ist durch den seitlich angeordneten Pfeil dargestellt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche: b) d)

1. Vorrichtung zum linearen Ausmessen der Axialdehnung von längsgestreckten, vorzugsweise in Kernreaktoren bestrahlten Proben, welche durch Zug mittels Zugsträngen belastet werden, gekennzeichnet durch die Vereinigung folgender Merkmale:

a) ein an sich bekannter induktiver Wegaufnehmer (4) mit Ferritkern (6) mit zumindest teilweise nicht linearer Kennlinie ist mittels eines Ferritkernträgers (10) an einem der Zugstränge (1) befestigt;
ein Haltestift (28) im Arretierteil (12) mit Entriegelungseinrichtung (39) für den Ferritkernträger (10) ist vorgesehen;
die Entriegelungseinrichtung (39) ist an einer mit dem zweiten Zugstrang über Meßschienen (41, 42) mechanisch verbundenen Meßübertragungsplatte (14) befestigt bzw. arretierbar;
eine mechanische Einrichtung zur Nullpunktjustierung (35) für den Ferritkernträger (10) ist mit dem Ferritkern (6) verbunden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Ferritkernträger (10) in einem Führungsteil (12) geführt und mittels des Haltestiftes (28) und einer Spannfeder (31) im Führungsteil (12) arretierbar ist und

das Führungsteil (12) über eine Schraubverbindung (13) an der Meßübertragungsplatte (14) befestigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Entriegelungseinrichtung (39) einen Entriegelungsbolzen (21) aufweist, der den Kopf (27) des Haltestiftes (28) bei Betätigung gegenüber der Spannfeder (31) axial bewegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Entriegelungsbolzen (21) über ein an ihm befestigtes Joch (17, 19) von einem Zugmagneten (18) gegenüber einer Rückholfeder (22) betätigbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Entriegelungsbolzen (21) eine konische Auflauf fläche (34) für den Kopf (27) des Haltestiftes (28) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Entriegelungsbolzen (21) und die Rückholfeder (22) in einer Hülse (16) angeordnet sind.

b)