DE409914C

DE409914C - Material testing machine

Info

Publication number: DE409914C
Application number: DES61211D
Authority: DE
Original assignee: Signal GmbH
Current assignee: Signal GmbH
Publication date: 1925-02-16

Description

blaterialprüfungsmaschine. Es ist bereits vorgeschlagen worden, die Prüfung von Materialien dadurch vorzunehmen, daß dieselben als elastisches Glied oder als Teil des elastischen Gliedes eines Schwingungssystems von bestimmter Eigenfrequenz in ein solches Schwingungssystem eingeschaltet und bei der Erregung des Systems in seiner Eigenschwingung in rascher Folge auf Dehnung, auf Kompression oder in beidenRichtungenbeanspruchtwurden.blood testing machine. It has already been suggested that To carry out testing of materials by using them as an elastic member or as part of the elastic member of a vibration system of a certain natural frequency switched into such a vibration system and when the system is excited in its natural oscillation in rapid succession on stretching, on compression or in were used in both directions.

Gegenstand der Erfindung ist die besondere Art, in der ein flüssiges oder gasförmiges Betriebsmittel verwendet wird, um derartige Materialprüfungsmaschinen anzutreiben.The invention relates to the special way in which a liquid or gaseous operating fluid is used in such materials testing machines to drive.

In den Abb. 1,:2 und 3 sind verschiedene Typen von Materialprüfmaschinen nach der Erfindung dargestellt, und zwar: in Abb. i eine Vorrichtung, bei der der Probestab nur ein Teil des elastischen Gliedes ist und das Betriebsmittel außen an den schwingenden Massen wirkt; in Abb. 2 eine ebensolche Vorrichtung mit zentralem Antrieb der Masse; in Abb.3 eine Vorrichtung, bei der der Probestab die Hauptelastizität des Schwingungsgebildes verkörpert.Fig. 1,: 2 and 3 show different types of material testing machines shown according to the invention, namely: in Fig. i a device in which the The test rod is only part of the elastic member and the equipment is outside acts on the vibrating masses; in Fig. 2 such a device with a central Drive the mass; in Fig.3 a device in which the test rod has the main elasticity embodied the vibrational structure.

Bei Aden beiden Typen der Abb. i und 2 besteht das eigentliche Schwingungsgebilde aus einer relativ großen Masse i, einem elastischen Gliede 2 und einer relativ kleinen Masse 3, an welcher der Probestab q. angreift. Als Widerlager für den Probestab dient eine weitere große Masse 5. Das elastische Glied ist bei den Ausführungsbeispielen zusammengesetzt aus einem Stiel 6 und einem Rohr 7, die zentriert miteinander verbunden sind. Die kleinere Masse 3 ist außerdem durch eine Membran 8 gehalten, deren elastische Kraft aber so gering ist, daß sie gegenüber der elastischen Kraft des Gliedes :2 vernachlässigt werden kann. Die Masse 5 ist auf Rollen g gelagert, damit sie bei einer durch Erwärmung auftretenden Verlängerung des Probestabes 4 in dessen Richtung ausweichen kann, um auf diese Weise eine Biegung des Probestabes zu vermeiden. Das ganze System ist auf einer sehr steifen Unterlage io aufmontiert.In the case of Aden both types in Figs. I and 2, there is the actual oscillation structure from a relatively large mass i, an elastic member 2 and a relatively small one Mass 3, on which the test rod q. attacks. As an abutment for the test rod Another large mass serves 5. The elastic member is in the embodiments composed of a stem 6 and a tube 7, which are centered together are. The smaller mass 3 is also held by a membrane 8, the elastic But the force is so small that, compared to the elastic force of the limb, it: 2 can be neglected. The mass 5 is mounted on rollers g so that they are at an extension of the test rod 4 in the direction thereof caused by heating can evade in order to avoid bending of the test rod in this way. That The whole system is mounted on a very stiff base.

Sowohl die Type i als auch die Type 2 besitzt eine Zuführung i i, von der aus durch eine Bohrung 12 das Betriebsmittel einer Düse 13 zugeführt wird, an der es unter Ausnutzung des Druckabfalls in einen Spalt 14 zwischen der großen und der kleinen Masse abströmt. Die Membran 8 besitzt Löcher 15, . welche der verbrauchten Luft ein Austreten gestatten. Das Betriebsmittel ruft beim Abströmen durch den Spalt zwischen den Massen die Vibrationen des Systems hervor.Both type i and type 2 have a feeder i i, from which the operating fluid is fed to a nozzle 13 through a bore 12, at which it takes advantage of the pressure drop in a gap 14 between the large and flows away from the small mass. The membrane 8 has holes 15,. which of the consumed Allow air to escape. The equipment calls as it flows out through the gap the vibrations of the system emerge between the masses.

Der grundsätzliche Unterschied zwischen der Type der Abb. i und der der Abb. 2 besteht darin, daß im ersten Falle die Erregung der Schwingungen durch das ausströmende Betriebsmittel in der Nähe des äußeren Randes des Gewichtes 3, im zweiten Falle aber in der Mitte des Gewichtes 3 erfolgt.The fundamental difference between the type in Fig. I and the the Fig. 2 consists in the fact that in the first case the excitation of the vibrations by the operating fluid flowing out near the outer edge of the weight 3, in the second case, however, takes place in the middle of the weight 3.

Bei der Abb. i ist daher in dem großen Gewicht i ein Kreiskanal 16 vorgesehen, der durch einen ringförmigen Spalt 17 mit dem Luftspalt 14 zwischen den beiden Massen in Verbindung steht.In Fig. I there is therefore a circular channel 16 in the large weight i provided by an annular gap 17 with the air gap 14 between is connected to the two masses.

In der Abb. 2 ist zur Ermöglichung einer genau zentralen Erregung des Gewichtes 3 dieses durchbrochen und von einem als Traverse ausgebildeten Teil 18 des großen Gewichtes i durchsetzt. Um den Zusammenbau zu ermöglichen, besteht in diesem Falle das Gewicht 3 aus zwei Teilen ig und 2o von im wesentlichen halbkugelartiger Form, von denen in dem Teil ig eine zur Aufnahme der Traverse 18 bestimmte Nut eingefräst ist. Verbunden sind die beiden Teile ig und 2o durch ein Gewinde 21. Das Gewicht 3 ist hohl, und die Teile sind so ausgebildet, daß die Düse 13 und der Luftspalt 14 in der zentralen Achse liegen, die durch den Stab 6 und das Probestück q. geht. Der Abfluß der Betriebsluft erfolgt durch die von der Traverse i8 durchsetzte Ausfräsung des Gewichtes 3 und die Löcher 15 in der Membran B.In Fig. 2 is to enable a precisely central excitation of the weight 3 this broken through and by a part designed as a traverse 18 of the great weight i interspersed. To enable assembly, there is in this case the weight 3 consists of two parts ig and 2o of essentially hemispherical Shape, of which a groove intended for receiving the cross member 18 is milled in the part ig is. The two parts ig and 2o are connected by a thread 21. The weight 3 is hollow, and the parts are formed so that the nozzle 13 and the air gap 14 lie in the central axis through the rod 6 and the specimen q. goes. The operating air is discharged through the cut-out through which the traverse i8 passes of the weight 3 and the holes 15 in the membrane B.

Die Anordnung der Abb. 2 mit zentriertem Luftaustritt soll vermeiden, .daß infolge etwa auftretender ungleichmäßiger Ausströmung des Betriebsmittels, wie es bei der kreisförmigen Düse der Abb. i möglich ist, Quer- oder Kippschwingungen des Gewichtes 3 und dadurch Querbeanspruchungen des Probestabes auftreten.The arrangement of Fig. 2 with a centered air outlet should avoid .that as a result of any uneven outflow of the equipment, as it is possible with the circular nozzle of Fig. i, lateral or tilting vibrations of the weight 3 and, as a result, transverse stresses on the test rod occur.

Bei der Einrichtung der Abb. 3 bildet das Probestück q, einen wesentlichen Teil des elastischen Gliedes des Schwingungsgebildes. Der Rest der elastischen Kraft sitzt in den Haltescheiben 8, 8', welche die kleinere Masse 3 des Schwingungsgebildes tragen. Die wesentlich größere Masse desselben ist in diesem Falle im Gegensatz zu den Abb. i und 2 die Masse 5, die auch hier wieder auf Rollen g gelagert ist. Die Haltescheiben 8, 8' sind außen an einem starren Ring22 befestigt, der fest auf der Unterlage io sitzt. Die große Nasse i dient hier nur dazu, der Zuführung des Betriebsmittels eine feste Lage gegenüber der kleineren Schwingungsmasse 3 zu geben. Die Ausströmung des Betriebsmittels erfolgt hier durch einen ringförmigen Spalt 14 zwischen der großen Masse i und einem mit der kleinen Masse 3 starr verbundenen Teller 2,3.In the device of Fig. 3, the test piece q forms an essential one Part of the elastic member of the oscillating structure. The rest of the elastic force sits in the retaining washers 8, 8 ', which are the smaller mass 3 of the oscillating structure wear. The much greater mass of the same is in this case in opposition to Figs. i and 2, the mass 5, which is again mounted on rollers g here. The retaining washers 8, 8 'are attached to the outside of a rigid ring 22, which is firmly attached to the pad is ok. The size Wet i only serves here to the Supply of the equipment a fixed position opposite the smaller vibration mass 3 to give. The outflow of the operating fluid takes place here through an annular Gap 14 between the large mass i and one rigidly connected to the small mass 3 Plate 2,3.

Die Verwendung des Probestabes selbst als elastisches Glied wird erst durch die Anordnung eines strömenden Betriebsmittels möglich, weil hierbei die beim elektromagnetischen Antrieb vorhandene Wechselstromenergie wegfällt, auf welche das Schwingungssystem der Materialprüfmaschine genau abgestimmt werden mußte. Wenn sich jetzt durch Änderung der elastischen Eigenschaften des Probestabes die Eigenschwingung des Schwingungsgebildes ändert, so ist das für die Wirkungsweise des Apparates gleichgültig, weil das System sich selbst regelt und keine zweite Wechselkraft vorhanden ist, mit welcher Resonanz bestehen müßte.The use of the test rod itself as an elastic member is only now possible through the arrangement of a flowing operating medium, because here the electromagnetic drive existing alternating current energy is omitted, on which the vibration system of the material testing machine had to be precisely coordinated. if The natural oscillation now changes by changing the elastic properties of the test rod of the oscillation structure changes, this is irrelevant for the mode of operation of the apparatus, because the system regulates itself and there is no second alternating force, with which response would have to exist.

Daß auch hier die große lIasse 5 beweglich gelagert sein muß, hat seinen Grund einmal darin, daß sich die Länge des Probestabes beim Versuch infolge von Temperatureinflüssen ändert und daß außerdem das ganze Schwingungssystem 3, 4, 5 parallel zu sich selber durch den statischen Druck des Betriebsmittels etwas verschoben wird. Wäre die -Masse 5 - fest, dann würden Stauchungen des Probestabes 4 eintreten, die unbedingt zu vermeiden sind.The fact that here too the large lIasse 5 must be movably mounted has its reason once in the fact that the length of the test rod as a result of the experiment changes from temperature influences and that also the whole vibration system 3, 4, 5 somewhat parallel to itself due to the static pressure of the equipment is moved. If the mass 5 were solid, the test rod would be compressed 4 occur that must be avoided at all costs.

Ein Vorteil, der durch diese Betriebsart erreicht wird, ist der, daß die immerhin komplizierte elektrische Anordnung (Wechselstromniaschinen, bei höheren Frequenzen auch besondere Umformer) entbehrlich wird. Auch der Aufbau der Vorrichtung selbst wird einfacher und schwingungstechnisch einwandfreier, weil die -Tassen nicht mehr als Magnetsysteme mit Erregerspulen ausgebildet «erden müssen.One advantage achieved by this mode of operation is that the complicated electrical arrangement (AC riveting machines, at higher Frequencies and special converters) becomes unnecessary. Also the structure of the device itself becomes simpler and more flawless in terms of vibration, because the cups are not more than magnet systems designed with excitation coils «have to be grounded.

Ein weiterer Vorteil ist der, daß bei dieser Betriebsart eine geringe Dämpfung der Vorrichtung unbedenklich zugelassen werden kann, weil keine in ihrer Frequenz schwankende Erregerenergie zu berücksichtigen ist. Das ist deswegen besonders vorteilhaft, weil Vorrichtungen dieser Art einen um so höheren Wirkungsgrad haben, je geringer ihre Eigendämpfung ist.Another advantage is that in this mode of operation, a low Attenuation of the device can be safely allowed because none in their Frequency fluctuating excitation energy must be taken into account. That’s why it’s special advantageous because devices of this type are all the more efficient, the lower their self-damping is.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Material testing machine, at what load the material sample by the vibrations of a mass and elastic members composite vibration structure takes place, characterized in that for the drive the material testing machine has an effect on the vibrational structure of the same more continuous, due to the oscillations of this oscillation structure itself rhythmically controlled flow of a liquid or gaseous operating medium is used. a. Facility according to claim i, characterized in that the material sample itself is the elastic Member of the oscillation structure or an essential part thereof. 3. Device according to claim i, characterized in that the nozzle for the outflow of the equipment between a fixed, not part of the oscillation structure Mass and the smaller mass of the oscillating structure is arranged. 4. Establishment according to claim i with an oscillation structure, which consists of a very large mass, one in proportion to this small mass and one connecting these masses elastic member and in which the smaller mass of the material sample attacks, characterized in that the supply of the operating medium through the greater mass takes place. Device according to claim i with an oscillation structure of separate masses and elastic members, characterized in that the liquid or gaseous operating media between the masses of the oscillating structure works. 6. Device according to claim 3 or 5, characterized in that the drive nozzle, that consists of an annular channel or a correspondingly distributed number of openings may exist, opposite one on the outer edge of the smaller weight itself extending zone is arranged. 7. Device according to claim 3 or 5, characterized characterized in that the outlet nozzle for the operating medium in one through the sample rod going central axis of the lesser weight between this and the greater Weight is arranged. G. Device according to Claim 7, characterized in that that the mass parts of the oscillatory structure prevail.