DE3322277A1

DE3322277A1 - Einrichtung zum testen von probestuecken auf druck- und zugbelastung

Info

Publication number: DE3322277A1
Application number: DE19833322277
Authority: DE
Inventors: Thomas 55317 Chanhassen Minn. Phillip
Original assignee: MTS Systems Corp
Current assignee: MTS Systems Corp
Priority date: 1982-06-17
Filing date: 1983-06-16
Publication date: 1983-12-22
Also published as: GB8316295D0; FR2528979B1; FR2528979A1; JPS597245A; JPH0257259B2; GB2121907B; US4475403A; GB2121907A

Description

MTS Systems Corporation, Eden Prairie, Minnesota, USA. Einrichtung zum Testen von Probestücken auf

Druck- und Zugbelastung

Die Erfindung bezieht sich auf Testanlagen im allgemeinen und auf eine Einrichtung zum Vorbelasten eines lasttragenden Verbinders, der sowohl Zug- als auch Druckspannungen ausgesetzt ist im besonderen.

Die amerikanische Patentschrift 3,320,798 vom May 23 1967 zeigt einen,Aufbau zum Eliminieren von totem Gang in einer zum Testen von Probeteilen benutzten Spannvorrichtung. In der amerikanischen Patentschrift 3,20,798 wird das Verbindungsglied zwischen dem an einer Stange befindlichen Betätiger und der Spannvorrichtung durch Anlegen einer Belastung vom Betätiger über das Glied beansprucht, um den Abstand zwischen den vorderen Auflageflächen am Ende der Betätigerstange und dem Ende der Spannvorrichtung zu vergrößern.

Es werden dann zwei Spiralscheiben mechanisch bewegt, um den Zwischenraum zwischen den Endflächen dieser beiden Scheiben zu vergrößern. Eine der Enflächen der Scheibe berührt dann eine Fläche an der Stange, so daß dort eine mechanische Füllung zwischen den vorderen Flächen der Spannvorrichtung und der Stange besteht.

Der Betätiger wird mit einer Zugbeanspruchung belastet, die grosser als diejenige ist, die normalerweise* während des Testens der Proben auftritt, so daß während des tatsächlichen Gebrauchs die Spiralscheiben unter Druck verbleiben und jedes Spiel aus den verschraubten oder, verstifteten Verbindern entfernt ist, die für die Belastung der Spannvorrichtungen verwendet werden.

Das Probelm mit dem toten Gang oder Spiel im Verbindungsglied, das alternativ bei Zug oder Druck belast.pt wird, besteht seit

langem, und die genannte Patentschrift zeigt das Bewegen eines solchen Spiels in Situationen, wo ein angemessener Raum für die Spiralscheiben besteht.

Andere Arten von Zugtestmaschinen, die Vorbelastungseinrichtungen benutzen könnten oder von allgemeinem Interesse sind, werden in folgenden Patentschriften beschrieben: 3,163,036; 3,421,366; 3,563,086; 3,800,589 und 4,018,080.

Die vorliegende Einrichtung spart Platz und ermöglicht ein Vorbelasten eines Gliedes mit einem besonderen Betätiger, der sich vom primären Testbetätiger unterscheidet und das Beanspruchungsglied zum Eliminieren des Spiels in der Belastungsbahn verwendet.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beschrieben. In diesen ist:

Figur 1 die Ansicht eines üblichen Probentestaufbaues, mit dem die Vorbelastungseinrichtung nach der Erfindung verwendet werden kann;

Figur 2 ein vergrößerter Schnitt an der Linie 2 - 2 in Figur 1; Figur 3 eine vergrößerte Ansicht des oberen Teils der Einrichtung nach Figur 2 mit Einzelheiten der Vorbelastungseinrichtung;

Figur 4 ein Schnitt der Betätigerstange bei einer abgeänderten Ausführungsform der Erfindung;

Figur 5 ein Vertikalschnitt eines Teils an der beim Testgerät benutzten Betätigerstange bei einer anderen Form der Erfindung; und

Figur 6 eine noch andere Ausführungsform der Erfindung, bei der die Vorbelastungseinrichtung eine besondere Einheit und nicht Teil der Betätigerstange ist.

Das Belastungstestgestellt 10 in Figur 1 enthält eine Unterlage 11 und Säulen 12, die einen oberen (nicht dargestellten) Quer-

kopf tragen. Die zu testende Probe 13 wird zwischen zwei Spannvorrichtungen 14 und 15 üblicher Bauart gehalten, wie sie beispielsweise die amerikanische Patentschrift 3,320,798 zeigt. Das Probestück 13 soll abwechsel (zyklisch) unter Zug und Druck belastet werden. Während die alternativen Belastungen durch Zug und Druck hier hervorgehoben werden, sollen manchmal auch "mittlere" Belastungen vorgesehen werden, so daß das Probestück 13 stets unter Zug steht, aber die Belastung zwischen ansteigenden und abnehmenden Werten pendelt aber nicht durch die Null-Belastung hindurchgeht.

Der Betätiger 20 ist doppelt-hydraulisch, d. h. normalerweise von einem Servoventil geregelt und wirkt über ein Probenbelastungsglied 21, wie es als Teil einer Betätigerstange dargestellt ist, die einen Vorbelastungsgliedermechanismus 22 nach der Erfindung enthält. Der Betätiger 20 enthält ein äußeres Gehäuse 23 und einen Innenkolben 2 4 an der vom Gehäuse 2 3 gebildeten Kammer. Der Kolben 2 4 wird durch an der Längsbewegungsachse durch alternativ an zwei Kammern 2 5 und 26 angelegten hydraulischen Druck bewegt, wie es über und unter dem Kolben in Figur 2 gezeigt wird. Ein Servoventil 27 arbeitet entsprechend dem Fehlersignal, das aus der Kombination eines festgesetzten ProgrammsignaIs aus einer Programmsteuerung 2 8 und einem Rückkopplungssignal von einem Rückkopplungsübertrager 29 (sz. B. einer Belastungszelle in der Belastungsbahn zum Probestück) stammt. Das Programm- und Rückkopplungssignal werden in normaler Weise an eine Summierverbindung 30 gelegt, um ein Fehlersignal an das Servoventil 27 zu geben, das selektiv Druck über die Leitungen 3 2 und 3 3 an die Kammern 2 5 und 2 6 legt.

Der Kolben 24 ist mit einem Belastungsglied 21 verbunden, das zusammen eine Anlegeeinrichtung einschließlich der Betätigungsstange 36 bildet, die an ihrer Achse hin- und herschwingt, wenn Druck abwechselnd zwischen die Kammern 25 und 26 gelegt wird.

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Die Stange 36 bildet den ersten Teil des Belastungsgliedes 21, deren zweiter Teil das Unterteil 37 der Spannvorrichtung 15 selbst enthält. Das Unterteil überträgt die Belastung auf die Innenbacken der Spannvorrichtung und auf das Probestück.

Zwischen den ersten Teil 36 des Belastungsgliedes und die Unterlage 37 ist eine Belastungsanordnung 40 gelegt, die einen Teil des Gestängemechanismus 22 bildet. Das erste Ende der Anordnung 40 ist, wie bei 41 zu sehen ist, mechanisch mit dem ersten Belastungsteil 36 verbunden (verschraubt). Das Gestänge enthält einen länglichen rohrförmigen Teil 42 mit einem Gewindehals für die Verbindung 41 und befindet sich in einer Innenbohrung 43 der Stange 36. Das Gewindeende besitzt einen Flansch, der an eine im ersten Teil 36 ausgebildeten Fläche nach unten abdichtet, wie bei 41A zu sehen ist.

Das Gestänge 40 enthält ferner einen zweiten Teil mit einem geringeren Stangendurchmesser 4 4 am Innern des ersten rohrförmigen Teils 42. Die Stange 44 besitzt ein Gewindeende 45, das auf ein Innengewinde des ersten rohrförmigen Teils 42 aufgeschraubt ist. Die Stange 4 4 führt zur Spannvorrichtung 15 an der Längsachse des ersten Teils 36 und besitzt ein zweites Ende 50, das in eine Innenbohrung 51 geschraubt und dort einstellbar befestigt ist, die sich im Unterteil 3 7 der Spannvorrichtung 15 befindet.

Am zweiten Gestängeteil 44 (es kann angeformt sein) ist ein Kolben 52 befestigt, der in eine Bohrung 53 paßt, die sich in einem Gehäuse 54 befindet, das ebenfalls einen Teil des ersten Belastungsgliedes bildet. Das Gehäuse 54 liegt mit Auflageflächen 5 5 auf. Das Gehäuse wird angebracht, nachdem die Gewinde 41 angezogen sind und somit ein Anbringen des Gestänges ermöglichen. Es ist ein Teil des ersten Teils 36 des Belastungsgliedes in der Belastungsbahn vom Kolben 24 zur Spannvorrichtung 15.

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Um den Kolben 52 ist eine entsprechende Dichtung 56 herumgelegt, und eine zweite Dichtung 57 liegt um den engen Teil der Stange 4.4 am unteren Ende der Kammer 53 herum. Zwischen den Dichtungsgliedern befindet sich eine Leitung 60, die sich in die Kammer 53 öffnet, so daß beim Anlegen von unter Druck stehender Flüssigkeit aus einem Ventil 61 zur Kammer 53 diese hydraulische Flüssigkeit versuchen wird, den Kolben aufwärts oder in die Richtung zu drücken, in der sich Spannvorrichtung 15 vom ersten Teil 36 des Belastungsglxedes zu lösen vorsucht (das das Gehäuse 54 enthält).

Die Spannvorrichtungen werden auf dem Probestück in normaler Weise belastet, aber in Zug-Druck-Belastung verlängert sich die Verbindung zwischen der Betätigerstange oder dem Belastungsglied und der Spannvorrichtung, im allgemeinen ein Gewindestutzen bei üblichen Anlagen, wenn das Probestück zugbelastet ist und sich dann wieder verkürzt, wenn das Probestück druckbelastet wird. Wenn keine Belastung angelegt und gehalten wird, wird das Spiel, wie in der Patentschrift 3,320,798 beschrieben, in der Verbindung den Ablauf der Testmaschine schädlich beeinflussen. Deshalb dient das Gestänge zum Vorbelasten und Verhindern von Spiel in der Verbindung zwischen der Spannvorrichtung und dem Betätigerkolben 24.

Wenn unter Druck stehende hydraulische Flüssigkeit in die Kammer 53 gegeben wird, wird, wie Figur 3 zeigt, der Kolben 52 gegenüber dem unteren Teil der Kammer aufwärts bewegt, wodurch die Spannvorrichtung 15 und das jeweilige Unterteil 37 vom ersten Teil 36 des Belastungsglxedes abgehoben wird. Ein Spalt 65 läßt die vStange 44 unter dem Kolben 52 zugbolasten, und das Rohrtoi 1 42 des Gestänges wird druckbelastet und über die Gewindpvprbindung 41 wird das erste Teil 56 des Beiastungsgliedes zuqbelastet.

Wenn sich die Spannvorrichtung 15 in der in Figur 3

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Stellung befindet, liegt eine Auflagefläche 66 an einer passenden Fläche 67 an der Unterseite des Unterteils 37 der Spannvorrichtung 15. Der über die Leitung 60 gelieferte hydraulische Druck reicht aus, um die Belastung am Gestänge 40 größer zu machen als die, die während des Umlaufs des Probestücks 13 auftritt. Somit wird das Gestänge 40 über normale Arbeitsbelastungen vorbelastet. Die Spannvorrichtung 15 wird dann nur auf das Gewindeende 50 der Stange 44 aufgeschraubt, bis die Flächen 66 und 67 aneinanderstossen. Die Spannvorrichtung kann von Hand angezogen werden, und dann wird der Druck in der Kammer 53 durch Betätigen des Ventils 61 freigegeben. Die Flächen 65 und 66 werden unter einer Vorlastkraft des Gestänges 40 zusammengehalten, das größer gewählt wird als es während des Betriebes auftritt.

Weil das Glied 40 ein "gefaltetes" Glied ist, indem die Gestängeteile allein die Achse des ersten Belastungsgliedteils 36 überlappen, wird Raum gespart, und das Gestänge ist so lang, daß sich eine Verlängerung ergibt, damit die Spannvorrichtung angezogen werden kann, um den Spalt aufzunehmen, nachdem das Gestänge vorbelastet worden ist.

Bei der abgeänderten Ausführungsform der Erfindung nach Figur 4 enthält das Belastungsglied 71 eine Kolbenstange 72, die den ersten Teil des Belastungsgliedes bildet. An der Stange 72 liegt ein Kolben 70, der dem Kolben 24 entspricht und sich innerhalb eines äußeren Betätigergehäuses wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung befindet. Die Stange 72 ist die Hauptbetätigerstange für das Testen. Das Innere der Stange 72 besitzt hier eine Bohrung 7 3 mit einem verengten Halsteil 74, das ein Innengewinde besitzt.

Das Stangenende des Belastungsgliedes 7 5 ist in das Gewinde des Halsteils 74 am Innern der Stange 72 eingeschraubt und verläuft entlang der Achse der Stange 72 und überlappt diese. Das obere Ende des Gliedes 75 besitzt einen angeformten Kolben 80, der un-

mittelbar in eine Kammer 81 in der Stange 7 2 ausgebildet ist. Die Kammer 8i ist mit entsprechenden Dichtungen 82 und 8 3 abgedichtet, so daß unter Druck stehende Flüssigkeit durch einen hydraulischen Verbinder 84A in die Kammer eingeführt werden kann, die zu einem in den Kolben 80 eingearbeiteten Durchgang hin offen ist. Die unter Druck stehende Flüssigkeit drückt den Kolben aufwärts und hebt ein Gewindeende 8 5 des Gliedes 7 5 an. Das Unterteil 37 der Spannvorrichtung 15 ist unmittelbar an das Gewindeende 8 5 angeschraubt. Wenn der Kolben 8 0 auf die Höhe angehoben wird, die durch die gestricheltze Linie 8OA angedeutet ist, ergibt sich zwischen der Stangenendfläche 86 und der unteren Fläche 67 der Spannvorrichtung 15 ein Zwischenraum. Das Unterteil 37 bildet wiederum einen zweiten Teil des Belastungsgliedes 71, wobei die Stange 7 2 der erste Teil ist.

Der durch den Durchgang 84 angelegte Druck ist so groß, daß die Beanspruchung im Glied 75 über dem liegt, was während normaler Belastung des Testprobestückes auftritt, das von der Spannvorrichtung 15 gehalten und über die Stange 7 2 belastet wird. Die Spannvorrichtung 15 wird nur heruntergeschraubt, während der Druck in der Kammer gehalten wird, so daß die Fläche 67 fest an die Endfläche des ersten Belastungsteils mit der Stange 7 2 angreift. Das zweite Belastungsteil, das das Unterteil 3 7 der Spannvorrichtung ist, wird gegen das erste Belastungsteil unter der gewünschten Vorlast gehalten, d. h. bei einem Druckwert, der höher als die Zugbelastung während des Gebrauchs ist. In diesem Fall wird das Glied so beansprucht, daß es die beiden Belastungsglieder einklemmt und überlappt die Längsachse der Kolbenstange 72, um Raum zu sparen und ist so groß, daß der gewünschte Belastungswert ohne Überbeanspruchung des Belastungsgliedes lang genug wird, um die Vorlast einstellen zu können.

Dann wird der hydraulische Druck in der Kammer 81 abgebaut, und das Glied 75 ergibt die Vorlast zum Zusammenhalten der Flächen 86 und 67. Das Verlängern des Belastungsgliedes reicht aus, um

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die Vorlast nach dem Abbau des im Kolben 8 0 wirkenden Drucks zu halten.

Bei der weiteren abgeänderten Ausführungsform der Erfindung nach Figur 5 enthält das Belastungsglied 91 einen Teil 92 mit einer Kolbenstange für den Testbetätiger (72 und 36). Die Stange 92 besitzt ebenfalls eine Innenbohrung 93 und wird über einen Kolben in üblicher Weise belastet, wie bereits beschrieben. In dieser Ausführungsform enthält das Belastungsgestänge 995 einen ersten rohrförmigen Teil 96 innerhalb der Bohrung 93, der bei 97 mit dem Innengewinde in der Kolbenstange 92 verschraubt ist. "Durch das Innere des Rohrteils 96 geht eine Welle oder Stange 98 hindurch, die ein Teil des Gestänges 9 5 ist und ist bei 9 9 mit einem Innengewinde im Rohrteil 96 verschraubt. Die Welle oder Stange 98 besitzt an seinem oberen Ende einen Kolbenteil 100, der sich in der Kolbenkammer oder im Zylinder 101 befindet, die bzw. dor unmittelbar in den Endtoiton der Stange 92 eingearbeitet ist und nicht in einem besonderen Gehäuse. Das rohrförmige Teil 96 besitzt ein Gewindekopfteil 102 mit einem Flansch 103, der in einer Auflaqeflache 104 am Innern der Stange 92 aufsitzt, wenn er ganz eingeschraubt ist.

Der Kolben 100 ist mit Dichtungen 106 und 107 abgedichtet und ergibt eine hydraulische Kammer 108, der die unter Druck stehende hydraulische Flüssigkeit zugegeben werden kann, die, wie bereits erwähnt, den Kolben 100 aufwärts drückt (Figur 5) oder vom Flansch 103 wegdrückt. Dies erzeugt im Teil mit der Stange 98 und dem rohrförmigen Teil 96, der die Belastung über die Gewindeverbindung 97 zur Stange 92 trägt, eine Beanspruchung.

Die Stange 98 besitzt ein Gewindeteil 110, das in die Innenbohrung 51 des Unterteils der Spannvorrichtung wie bei der vorhergehenden Ausführungsform der Erfindung eingeschraubt ist. Das Unterteil Π enthält einen zweiten Teil des Belastungsgliedes 91. Die Stange 92 des Testbetätigers besitzt eine Auflagefläche

Ill, die auf der Fläche 67 der Spannvorrichtung 15 aufliegt. Beim Einführen von unter Druck stehender Flüssigkeit in die Kammer steigt die Beanspruchung im Glied 95 mit der Stange 98 an, und das Rohrteil 96 und die Spannvorrichtung 15 werden angehoben wie bereits beschrieben. Der Druck in der Kammer 108 steigt auf einen Wert an, bei dem die Beanspruchung im Glied 95 den Wert überschreitet, der bei normalem Gebrauch auftritt, und dann wird die Spannvorrichtung 15 heruntergeschraubt, so daß die Fläche 67 fest an die Endfläche oder die Vorsprungflache 111 der Stange 92 angreift, um eine mechanische Druckverbindung zwischen diesen beiden Belastungsteilen herzustellen. Dann wird der Druck in der Kammer 108 abgebaut, so daß die Vorlastdruckkraft die beiden Flächen der Teile des Belastungsgliedes unter der gewünschten Vorlast zusammenhält, um den toten Gang zu eliminieren.

Nach Figur 5 ist eine Pilotfläche oder ein Anschlagglied 112 als Teil des Spanngliedes 37 ausgebildet und ergibt ein Ringglied, das gleitend und dicht in die Kolbenkammer oder den Zylinder 101 paßt, so daß die Spannvorrichtung in dieser Ausführungsform der Erfindung genau konzentrisch zum ersten Teil 92 des Belastungsgliedes gehalten wird (das die Kolbenstange des Testbetätigers enthält). Auf diese Weise hält die Pilotfläche 112 die beweglichen Teile konzentrisch. Sie ist so lang, daß bei Verwendung die Verlängerung des Belastungsgliedes nicht ausreicht, um den Pilot aus der Kolbenkammer 101 zu bewegen. Die Verwendung eines Pilotvorsprungs gewährleistet, wie zu sehen ist, daß die Teile ausgerichtet gehalter werden.

Die Ausführungsformen der Erfindung nach den Figuren 1 bis 5" sind auf die Verwendung von Gliedern zum unmittelbaren Belasten, wie Kolbenstangen, mit Belastungsgliedern mit verlängerten Achsen der Kolbenstange gerichtet. In manchen Fällen sind Zwischenzugstangen erwünscht oder notwendig, beispielsweise bei hohen Temperaturen. Die Belastungsglieder könnten

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eine Zugstange oder manche Zwischenglieder enthalten, die zwei Tei- Ie aufweisen, wobei ein beanspruchtes Glied zwischen diesen beiden Teilen liegt. Diese beiden Teile werden nach dem Beanspruchen des Gliedes so eingestellt, daß sie angreifen, bevor die Kraft des Belastungsgliedes freigegeben wird, um die beiden Belastungsteile zusammen unter der gewünschten Vorbelastungsbeanspruchung fest einzuklemmen.

Die Einrichtung zum Vorbelasten der Belastungsverbindungen kann dort verwendet werden, wo eines der Belastungsglieder nicht eine Kolbenstange ist. Die Anordnung enthält ein Belastungsglied, das auf den gewünschten Wert für den Betrieb vorbeansprucht werden kann.

Figur 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, wo ein Belastungsglied 120 sich zwischen einem Glied befindet, das eine Kraft ausüben soll und beispielsweise eine Belastungszelle sein könnte, die über einen (nicht dargestellten) hydraulischen Betätiger belastet wird. Ein solches Belastungszellenende 121 besitzt eine Gewindeöffnung 122, die zum Verbinden eines Gewindeendes 123 des Belastungsteils benutzt wird. Das Gewindeende 123 bildet mit einem Kolbenglied 124 ein Ganzes, das in einem Betätigungszylinder angebracht ist. Der Kolben ist wiederum an einem verlängerten Glied 125 befestigt, dessen Gewindeende 126 unmittelbar mit eineir. zu belastenden Glied wie eine Probenspannvorrichtung oder eine andere Einrichtung 127 verbunden ist.

Eine Druck führende Muffe 130 mit einem Innendurchgang 131 umgibt das Glied 125 und befindet sich zwischen Flächen der Belastungszelle 121 und der Spannvorrichtung 127. Die Muffe 130 besitzt einen Innenzylinder 132, der so groß ist, daß er den Kolben 124 aufnehmen kann. Der Kolben ist zu beiden Seiten der Bohrung 132 mit einem Dichtungsring 133 abgedichtet. In gleicher Weise ist das angrenzende Ende des Gliedes 125 zur Bohrung 132

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mit einem Dichtungsring 134 abgedichtet. Zum Einführen von unter Druck stehender Flüssigkeit an die Unterseite des Kolbens

124 dient ein Durchgang, der den Kolben zur Belastungszelle 121 in Bezug auf die drückführende Muffe 130 zu drücken versucht. Das Ende dieser Muffe stößt gegen eine Endfläche 141 der Spannvorrichtung 127 und ist hier eine Ringfläche 142 am gegenüberliegenden Ende der Muffe 130, die die Zylinderbohrung umgibt. Die Fläche 142 dient dazu, auf einer vorgesehenen Fläche 143 der Belastungszelle zu liegen oder an sie anzustossen.

Beim Einführen von unter Druck stehender Flüssigkeit in die Zylinderbohrung 132 unterhalb des Kolbens 124 wird der Kolben zur Belastungszeller gedrückt oder in anderen Worten in die Richtung des Pfeils 145. Dies bewirkt einen Spalt oder Raum zwischen den Flächen 142 und 143 und beansprucht das Glied

125 des Belastungsteils und bewirkt so dessen Verlängerung.

Die Belastungszelle wird dann auf das Endglied 123 aufgeschraubt, bis die Flächen 142 und 143 wieder anstoßen (die Flächen und 141 werden unter hydraulischem Druck am Kolben 124 zusammengedrückt) , und dann wird der Druck aus der Kammer durch den Durchgang 135 abgebaut. Die Längenänderung des Stangenteils 125 ist so groß, daß nach dem Aufsitzen der Flächen und 143 und dem Abbau des Drucks am Kolben 124 der Wert der Beanspruchung im Glied 125 so hoch ist, daß es den Druck überschreitet, der während der Belastung in der Zelle 121 und der Spannvorrichtung 127 durch die Belastungseinrichtung auftritt. Hier würde ein hydraulischer Betätiger mit der Zelle zu seiner Betätigung verbunden sein.

Diese Ausführungsform der Erfindung ist im wesentlichen der in Figur 4 ähnlich, ausgenommen daß anstelle der Betätigerstange, die einen Teil der Belastungseinrichtung bildet, die Muffe 130 benutzt wird und das verlängerte Glied zum unmittelbaren Kuppeln zwischen zwei Gliedern verwendet werden kann,

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von denen eines ein Belastungsglied und das andere das belastete Glied ist. Der Beanspruchungswert gewährleistet, daß die Teile richtig unter 'alternativer Zug-Druck-Belastung gehalten werden.

Während Kolben-Zylinder-Einrichtungen zum Erzeugen der Vorbelastungsbeanspruchungen am Glied zwischen den beiden Belastungsgliedteilen gezeigt worden sind, können natürlich auch Arten anderer Belastungsglieder, die vom Testbelastungsanlegeglied getrennt sind, zum Beanspruchen des Gliedes verwendet werden, nachdem die Einstellung der beiden Teile zum mechanischen Belasten zusammen unter der gewünschten Vorbelastung erfolgt ist.

In allen Fällen ist das sich unter Beanspruchung befindliche Glied so lang, daß es die Länge unter der hydraulischen Vorbelastung ausreichend ändert, um bei Wegnahme der hydraulischen Vorbelastung und bei Beanspruchung der fast aufeinanderliegenden Flächen die Längenänderung (von der größten unter der Belastung befindlichen Länge zur Länge des beanspruchten Gliedes in Arbeitsstellung) ausreicht, um die Vorbelastung aus der Beanspruchung im Glied als die größte Kraft zu machen, die während des Betriebes der Testeinrichtung oder die Zugstange oder eine andere Anordnung angelegt wird, die die Erfindung benutzt. Gleichzeitig muß die Längenänderung des Gliedes dieses über die Elastizitätsgrenze hinaus nicht überbeanspruchen.

Leerseite

Claims

M ^i. 13-0076 17. Juni 1983 MTS-System Corporation, Eden Prairip, Minnesota, USA.

1. Einrichtung zum Testen von Probestücken durch Vorbelasten von Gliedern, die Belastungen ausgesetzt sind, um eine mechanische Druckbelastung zwischen zwei relativ beweglichen Teilen bei einer Druckbelastung zu erhalten, die größer als eine Zugbeanspruchung zwischen den beiden Teilen während der Benutzung ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anlegen der Belastung aus zwei Teilen besteht, von denen an einem Teil ein elastisches Glied mit einem Ende ist,und an den zweiten Teil dieser Einrichtung das andere Ende gekuppelt ist, daß eine von der Anlegeeinrichtung unabhängige Einrichtung das elastische Glied auf eine erste Beanspruchungshöhe beansprucht, die größer als die im Glied zwischen den beiden Teilen auftretenden Beanspruchung ist, wenn die Anlegeeinrichtung ihre maximale Belastung erreicht hat, und daß sich mechanische Träger zwischen den beiden Teilen der Anlegeeinrichtung befinden, die Träger, wenn die unabhängige Anlegeeinrichtung sich auf dem ersten Beanspruchungswert befindet, die beiden Teile trennt, die gegenüber dem elastischen Glied und zueinander bewegt werden können, damit die mechanischen Träger zwischen den beiden Teilen ergriffen werden können, wenn die unabhängige Einrichtung zum Beanspruchen des elastischen Teils sich auf dem ersten Beanspruchungswert befindet, wodurch die Beanspruchung in den Belastunger, des elastischen Gliedes den zweiten Teil mechanisch qegen das erste Teil belastet.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belastungsanlegeeinrichtung eine Anlegestange besitzt, die den ersten Teil bildet, und daß der zweite Teil der Anlegeeinrichtung an einem Ende der Stange liegt, daß die Längsachse des Gliedes die Belastungsachse der beiden Teile überlappt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unabhängige Einrichtung zum Beanspruchen des Gliedes eine

Einrichtung mit einem besonderen hydraulischen Zylinder und einem Kolben enthält, an die Flüssigkeitsdruck zum Beanspruchen des Gliedes angelegt wird, um die beiden Teile zu trennen zu versuchen, daß der /.weite Teil mechanisch in Kontakt mit dem ersten Teil gebracht werden kann, und daß die zuletzt genannte Einrichtung eine angemessene Belastung tragen kann, um die Belastung vom Beanspruchungswert im Glied abzuziehen, wenn die unabhängige Einrichtung zur Beanspruchung freigegeben worden ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die beiden Teile der Anlegeeinrichtung im allgemeinen koaxiale Glieder besitzen, die Abschnitte mit nach vorn weisende Vorsprungsflächen enthalten, die aneinanderstoßen, wenn die mechanischen Einrichtungen ergriffen werden.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teil der Anlegeeinrichtung eine Stange enthält, die mit einem Betätigerkolben verbunden ist, und eine Innenbohrung aufweist, die an einem Ende offen ist und im allgemeinen an der Längsachse liegt, und daß das elastische Glied in der Bohrung angeordnet ist und eines seiner Enden mit der Stange und sein andere? Ende mit dem zweiten Teil der Anlegeeinrichtuna verbunden ist

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied zwei Teile aufweist, von denen eines mit der Stange verbunden ist und vom zweiten Teil der Anlegeeinrichtung von der Verbindung mit der Stange wegführt, daß das erste Teil rohrförmig ist, daß ein zweites Teil sich in dem ersten Teil befindet und mit diesem an einem seiner Enden verbunden ist, das von der Verbindung des ersten Teils mit der Stange entfernt ist, daß das zweite Teil über das Ende der Stange hinaus nach außen führt und schraubbar an das zweite Teil der Anlegeeinrichtung angreift, und daß das zweite Teil schraubbar an die Auflageflächen angreift, wenn das Glied durch die unabhängige Einrichtung beansprucht wird.

7. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Glied eine Stange enthält, die an einem Ende mit dem ersten Teil der Anlegeeinrichtung und am zweiten Ende mit dem zweiten Teil der Anlegeeinrichtung verbunden ist, und daß beide Teile der Anlegeeinrichtung Auflageflächen aufweist, die die mechanischen Träger zwischen den beiden Teilen enthalten.

8. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die unabhängige Beanspruchungseinrichtung einen besonderen hydraulischen Zylinder enthält, der das elastische Glied belastet, wenn der Zylinder hydraulischem Druck ausgesetzt ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Zylinder unmittelbar im ersten Teil der Anlegeeinrichtung befindet, der eine Stange mit einer Mittelbohrung enthält, und daß das Glied sich im wesentlichen ganz in der Bohrung befindet.

10. Einrichtung nach den vorstehenden Ansprüchen in einer Testanlage mit Spannvorrichtung und hydraulischem Betätiger mit einer Stange, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachse des mit der Stange verbundenen Gliedes die Längsachse der Stange überlappt, daß ein Endteil des Gliedes mechanisch mit der Stange und das andere Ende mechanisch mit der Spannvorrichtung verbunden ist, daß die Einrichtung zum Beanspruchen des Gliedes und einer Belastung die Spannvorrichtung und die unter einer Zugbelastung zu trennen versucht, daß die Belastungseinrichtung das Glied auf einen höheren Wert als den beansprucht, der während des Betriebes der Testbeladeeinrichtung auftritt, daß die Spannvorrichtung bewegt wird, wenn die Belastungseinrichtung das Glied so belastet, daß sich zwischen der Stange und der Spannvorrichtung ein mechanischen Druck aufnehmendes Auflager befindet, und daß die Belastungseinrichtung nach Führen der Spannvorrichtung

in die Druckbeziehung mit der Stange freigegeben werden kann, so daß die Beanspruchung im Glied die anstoßenden Flächen zusammen unter einer gewünschten Druckbelastung belastet.

11. Einrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Glied zwei Teile aufweist, von denen eines rohrförmig ist und an einem Ende mit der Stange verbunden ist und von seiner Verbindung mit der Stange von der Spannvorrichtung zu einem entfernten Ende wegführt, und daß ein zweiter Teil sich in dem ersten rohrförmigen Teil befindet und mit diesem am entfernten Ende verbunden ist und zur Spannvorrichtung führt und mit dieser verbunden ist.