DE2945571A1

DE2945571A1 - Reibungsarmer, kugelig gelagerter und radial verschiebbarer pruefzylinder

Info

Publication number: DE2945571A1
Application number: DE19792945571
Authority: DE
Inventors: Hans 6800 Mannheim Risch
Original assignee: MFL PRUEF und MESSSYSTEME GmbH
Current assignee: MFL PRUEF und MESSSYSTEME GmbH
Priority date: 1979-11-10
Filing date: 1979-11-10
Publication date: 1981-05-21

Description

Reibungsarmer, kugelig qelagerter und radial
verschiebbarer Prüfzylinder.
Die Erfindung betrifft eine hydraulische Werkstoffprüfmaschine in stehender oder lieqender Bauart, für Zug-, Druck-, Biege- und Knickversuche im statischen und dynamischen Lastbereich, deren Prüf zylinder sich bei spielfreier Schwenkbarkeit der jeweiligen Probenform auch unter Belastung anpaßt, wobei beide Zylinderdeckel ballig ausgeführt sind und sich auf den Lagerdeckel angebrachten Kalotten abstützen.
In der DE-PS 10 24 268 ist eine Werkstoffprüfmaschine bekannt, bei der sich der Druckkolben am Rahmen der Prüfmaschine abstützt, und daß an dem Zylinder zu dem beweglichen Einspannkopf für die Probe führende über tragungsorgane unterhalb der Eintrittsstelle des Betriebsmittels räumlich pendelnd aufgehängt sind. Als Übertragungsorgan ist eine zusätzliche Traverse eingebaut, die über nachqiebige Elemente auf dem Arbeitszylinder abgestützt ist. Als nachqiebiges Element ist ein Gummi-FlUssigkeits-Ringkörper eingebaut.
Diese Ausführung verhindert das Verkanten zwischen Kolben und Zylinder bei beweglichen Ubertraqungsorganen, während es die Aufgabe der Erfindung ist, daß sich der Kolben mit dem Zylinder auf die Geometrie der Probe einstellen kann, auch unter Belastung.
Eine weitere Aufgabe ist es, bewußt schräg aerichtete Kräfte auf die Probe einzuleiten. Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zylinderdeckel nach außen ballig ausgeführt sind und sich auf Kalotten, die auf Lagerdeckel angebracht sind, abstützen. Bei Druckanstieg im Zylinder wird dieser pro?ortional auf die Stützflächen durch Verbindungsbohrungen aufgebaut, was bei gleichen Flächen, der Stützfläche wie der Kolbenfläche, ein Aufschwimmen der Zylinder auch mit radial beweglichen Kalotten bewirkt und eine reibungsarme Beweglichkeit unter Belastunq in allseitige kugeliger und radialer Richtung erreicht. Eiqengewichte werden durch entsprechende Änderung der Flächenverhältnisse kompensiert. Die Abstützung der Zylinderdeckel sowie der Kalotten erfolqt hydrostatisch.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß mehrzylindrige Prüfmaschinen, bei denen die gleiche Zylinderbauart in der Belastunqstraverse integriert sind, die sich durch allseitige Schwenkbarkeit des jeweiligen Prüfkörpers anpassen oder bei Einzelantrieb der Zylinder durch Servoventile bewußt exzentrische Prüfkräfte in den Prüfkörper eingeleitet werden. Die exzentrisch auftretenden Reaktionskräfte können über den hydraulischen Druck in jedem einzelnen Zylinder gemessen werden. Ferner ist, insbesonders bei mehrzylindrigen Maschinen, die radiale Bewegungsmöglichkeit der Kalotten hydrostatisch ausgebildet.
Bei dieser Bauart können sowohl in der Maschinenachse, als auch in einem Winkel dazu, Prüfkräfte in den Prüfkörpern eingeleitet werden. Die hydrostatische Abstützung des Prüfzylinders gestattet zudem eine Schwenkbewegung unter Last, wie sie unter anderem beim Ausknicken oder beim Verformen des Probekörpers quer zur Maschinenachse auftritt.
In den Zeichnungen sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 eine schematisch dargestellte Prüfmaschine mit einem Prüfzylinder Fig. 2 eine schematische Darstellung einer mehrzylindrigen Prüfmaschine Fig. 3 einen Schnitt durch den Prüfzylinder der Fig. 2.
Fig. 1 zeigt eine Prüfmaschine stehender Bauart mit dem Maschinenrahmen 1 und der oberen Traverse 2 mit dem eingebauten Prüfzylinder 3, dem Kolben 4 sowie der Kolbenstange 5, die bei Beaufschlagung der Zylinderkammer 6,6' mit Druck auf die Probe 7 einwirkt.
Die Reaktionskraft der Probe 7 wirkt entgegen. Proportional dem Druckanstieg in der Zylinderkammer 6,6' baut sich in der umlaufenden Stützfläche 8,8' über die Bohrungen 9,9' ein Druck auf, der bei gleichen Flächen der Stützflächen 8,8' wie den Kolbenflächen 10,10' ein Aufschwimmen der kugeligen Zylinderdeckel 11,11' auf den Kalotten 12,12' bewirkt. Eigengewichte werden durch gerinqförmige Xnderung der Flächenverhältnisse kompensiert. Durch dieses Aufschwimmen der Zylinderdeckel 11,11' in den Kalotten 12,12' wird eine reibungsarme Schwenkmöglichkeit auch unter Belastung erreicht.
Fig. 2 zeigt die Darstellung einer Mehrzylinder-Prüfmaschine, bei der die Kolbenstangen 14,14' mit den Kolben 15,15' fest in dem Maschinenfundament 16 angebracht sind, während die Traverse 17 entsprechend der Druckbeaufschlagung bewegt wird. Bei Schrägstellung der Traverse 17 wird die auftretende Abstandsänderung der Traversenbohrungsmittelachsen gegenüber den Zylindermittelachsen durch radiale Relativbewegungen der Kalotten 12,12' auf den Lagerdeckeln 13,13' ermöglicht. Der Zylinder 3, der in Fig. 3 im Schnitt dargestellt, ist, wie bei der Einzylinder-Prüfmaschine mit balligen Zylinderdeckeln 11,11' versehen, die sich bei Mehrzylinder-Prüfmaschinen auf radial beweglichen Kalotten 12,12' und die wiederum sich auf den an der Traverse 17 befestigten Lagerdeckeln 13,13' abstützen. Die Stützflächen 8,8', die über Bohrungen 9,9' mit Zylinderräumen 6,6' verbunden sind, sowie den Stützflächen 18,18' mit den Verbindungsbohrungen 19,19' ermöglichen, je nach Beauschlagung von Druck, ein Aufschwimmen des entsprechenden Zylinderdeckels 11,11' und der Kalotte 12,12' und eine reibungsarme radiale Relativbewegung der Traversenbohrungsachse gegenüber der Achse des Befestigungszylinders 3. Mittels einer Rückstellvorrichtung 20,20' wird die Traverse 17 nach Beendigung der Schrägstellung automatisch in ihre Ausgangsstellung zurückgebracht.

Claims

Patentansprüche ½)., Hydraulische Werkstoffprüfmaschine in stehender oder liegender Bauart, für Zug-, Druck-, Biege-und Knickversuche im statischen und dynamischen Lastbereich, deren Prüfzylinder sich bei spielfreier Schwenkbarkeit der jeweiligen Probe auch unter Belastung anpaßt, dadurch qekennzeichnet, daß beide Zylinderdeckel 11,11' nach außen ballig ausgeführt sind, sich auf den Lagerdeckel 13,13' angebrachten Kalotten 12,12' abstützen und der Druckanstieg im Zylinder 3 sich proportional auf die Stützflächen 8,8' wie den Kolbenflächen 10,10' ein Aufschwimmen der kugeliqen Zylinderdeckel 11,11' auch mit radial beweglichen Kalotten 12,12' bewirkt, wobei sich die Abstützunq der Zylinderdeckel 11,11' sowie der Kalotten 12,12' hydrostatisch erfolgt.
2. Hydraulische Werkstoffprüfmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigengewichte durch entsprechende Änderung der Flächenverhältnisse kompensiert werden.
3. Hydraulische Werkstoffprüfmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei mehrzylindrigen Ausführungen der Belastungstraverse 17 mit gleicher Einzelzylinderausführung allseitig schräg der Probe 7 anpaßt.
4. Hydraulische Werkstoffprüfmaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei mehrzylindriger Ausführung bei Verwendung von je einem Servoventil je Zylinder 3 bewußt exzentrische Prüfkräfte in die Probe 7 eingeleitet werden können.
5. Hydraulische Werkstoffprüfmaschine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß exzentrisch auftretende Reaktionskräfte über den hydraulischen Druck in den einzelnen Zylinder 3 gemessen werden.
6. Hydraulische Werkstoffprüfmaschine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Einzylinderprüfmaschine beim Probenbruch die Kolbenstange 5 mit dem Kolben 4 bzw, bei der Mehrzylindermaschine die Zylinder 3,3' mit der Traverse 17 durch die sich entspannende Öl säule in Richtung des bis dahin drucklosen Zylinderraumes 6,6' beschleunigt werden und durch die Drosselwirkung der Bohrungen 9,9', 19,19' zu den hydrostatischen Stützlagern 8,8', 18,18' und das Aufschwimmen derselben gefährliche Druckspitzen vermieden werden.