-
Schlagwerk, insbesondere für Dauerschlagversuche. Gegenstand der Erfindung
ist ein Schlagwerk, welches besonders für Ermüdungsversuche an Probestäben bestimmt
ist und Schläge von gleicher Wucht in möglichst rascher Folge so oft auf den Probestab
einwirken läßt, bis er bricht. Die Ermüdungsversuche können für Biege-, Druck- und
Zugbeanspruchung des Probestabes ausgeführt werden.
-
Bei bekannten Schlagwerken für Dauerversuche ist das Eigengewicht
des Bären die für die Schlagwirkung maßgebende Kraft, und es ist daher die Geschwindigkeit;
mit der eine solche Maschine laufen kann, im wesentlichen abhängig von der Fallgeschwindigkeit
des Bären. Die Geschwindigkeit der bekannten Schlagwerke war demnach begrenzt; da
meist Hunderttausende von Schlägen bei einem Dauerschlagversuch ausgeübt werden
-müssen, so erstrecken sich derartige Versuche mit den bekannten Maschinen über
Wochen.
-
Ferner sind Maschinen zur Ausführung von Dauerbiegungsversuchen bekannt
geworden, welche eine mit gleichförmiger Geschwindigkeit sich drehende Welle aufweisen,
die über ein Kurbelgetriebe ein in Führungen sich hin und her bewegendes Glied antreibt,
das mit Mitteln versehen ist, die durch die Hin- und Herbewegung einen Probestab
Biegungsbeanspruchungen unterwerfen: Beim Schlagwerk gemäß vorliegender Erfindung
sind auf der Welle -zwei einander d.iarnetral gegenüber angeordnete Kurbelzapfen
vorgesehen, und der als Bär ausgebildete
Schlagkörper wird durch
Federwirkung bis zum Auftreffen auf den Probestab in Kontakt mit dem einen oder
dem anderen der beiden Kurbelzapfen gehalten und hierdurch in seiner Führung gegen
den Probestab und von ihm weg bewegt. Das Ganze bezweckt, daß der Bär bei jedem
Spiel mit derselben lebendigen Kraft, welche nur abhängig ist von der Masse des
Bären und der Exzentrizität und Umlaufgeschwindigkeit der Kurbelzapfen unter praktischer
Ausschaltung der Schwerkraftswirkung des Bärgewichtes und seiner Reibungswiderstände
auf den Probestab schlägt.
-
Zweckmäßigerweise sind Mittel vorgesehen, um den Probestab in einer
Lage anzuordnen, deren Beziehung zur Exzentrizität der Kurbelzapfen derart ist.
daß der Probestab vom dem dem einen Kurbelzapfen folgenden Bär unmittelbar vor Erreichung
seiner größten Geschwindigkeit getroffen wird, worauf der zurückprallende Bär unmittelbar
nach dem Aufschlag vom anderen Kurbelzapfen eingeholt und in seine Anfangslage zurückgebracht
wird.
-
Die lebendige Kraft des Bären ist unabhängig vom Reibungswiderstand
des Bär,-ii in seiner Führung, vom Luftwiderstand des Bären und von der Größe der
Federkraft, vorausgesetzt ist nur, daß die auf den Bären wirkende Feder so stark
ist, daß sie seinen Kontakt mit den Kurbelzapfen immer aufrechterhält, d. h. daß
der Bär der Bewegung des j;.-weils von ihm weg sich bewegenden Kurbelzapfens zu
folgen vermag. Durch den Umstand, daß der andere Kurbelzapfen unmittelbar nach dein
Aufprallen des Bären auf den Probekörper dem zurückprallenden Bären nacheilt und
ihn in seine Ausgangsst411ung zurückbringt, wird der Zeitverlust, der durch das
Zurückbringen, z. B. Heben, des Bären verursacht wird, und die zum Heben des Bären
aufzuwendende Arbeit auf einMindeatmaß beschränkt. Die Feder erteilt dein Bären
eine Beschleunigung, welche durch die mit ko-istanter Geschwindigkeit sich drehende
M'elie derart geregelt wird, daß der Bär bei einer gegebenen Umdrehungszahl der
Welle stets mit der gleichen Geschwindigkeit und dementsprechend mit der gleichen
lebendigen Kraft auf den Probestab schlägt, gleichgültig wie groß die Kraft der
Feder ist.
-
Durch passende Wahl der Umlaufgeschwindigkeit der Welle, der Exzentrizität
der beiden Kurbelzapfen und der Spannung der Feder, die auf den Bären wirkt, ist
man imstande, bei ein und derselben Masse des Bären jede beliebige Anzahl von Schlägen
in der Zeiteinheit zu erreichen.
-
Wäre der Probestab, an dein man die Schlagversuche ausführt, vollkommen
elastisch, so würde der Bär mit derselben Geschwindigkeit zurückprallen, mit der
er auf den Probestab auftrifft. Infolge unvol lkominener Elastizität der Probestücke
prallt aber der Bär stets mit kleinerer Geschwindigkeit zurück. Zur Vermeidung schädlicher
Stöße im Augenblick, in welchem der Kurbelzapfen den zurückprallenden Bär einholt,
sind die Kurbelzapfen zweckmäßigerweise dadurch nachgiebig gemacht, daß sie an einem
Stück befestigt sind, das sich gegenüber der treibenden Welle unter Überwindung
eines Reibungswiderstandes verstellen läßt, welcher letztere so geregelt sein muß,
daß der Kurbelzapfen imstande ist, den Bär wieder zu hebe i. Bei Stößen zwischen
Kurbelzapfen und Bären bleibt aber das Stück mit dein Kurbelzapfen gegenüber der
treibenden Welle etwas zurück.
-
Ein Ausführungsbeispiel des Schlagwerks nach der Erfindung ist auf
der Zeichnung dargestellt, in welcher Abb. i eine Vorderansicht des Schlagwerkes
in seiner Anwendung für die Stauchbeanspruchung eines Probestabes zeigt.
-
Abl>. 2 ist ein senkrechter Schnitt nach Linie II-Il: in Abb. i.
-
Abb.3 zeigt teilweise eine Vorderansicht des Schlagwerkes in seiner
Anwendung für Biegungsbeanspruchung eines Probestabes, wobei der Bär in seiner untersten
Stellung gezeigt ist, und Abb.4 zeigt teilweise eine Vorderansicht des Schlagwerkes
in seiner Anwendung für Zugheanspruchung eines Probestabes.
-
Die Wirkungsweise des Schlagwerkes sei gleichzeitig mit der Beschreibung
des Ausführungsbeispieles erläutert. In letzterem Lezeichnet i den Bären, der in
einer Führung i' sich in senkrechter Richtung auf und ab bewegen kann. 2 ist die
Finne, die beim Stauchversuch (Abb. i und 2) auf den Probestab 17
und beim
Biegungsversuch (Abb. 3) auf den Probestab 1d. schlägt. Der Bär i ist mit einer
Querleiste 3 versehen, mit deren unterer Fläche die beiden als Rollen ausgebildeten
Kurbelzapfen ¢ und 5 zusammenwirken, um einerseits die Abwärtsbewegung des Bären
zu regeln und andererseits denselben zu heben. Die Kurbelzapfen werden von einer
Scheibe 6 getragen, welche durch Reibung von den Scheiben 7 und 8, die von einer
einstellbaren Feder 9 gegeneinandergedrückt werden, mitgenommen wird. io
ist die Antriebswelle, welche das Schwungrad i i trägt, das von einem Motor eine
gleichförmige Umiaufgeschwindigkeit erhält. 1.2 und 13 sind Federn, welche an der
Querleiste angehängt sind und den Bären ständig abwärts ziehen und in Kontakt mit
dem einen oder dein anderen Kurbelzapfen halten, so daß der Bär unter der Einwirkung
der Feder bei der Umdrehung
der Kurbelzapfen dein sich von ihm wegbe-,#vegenden
Kurbelzapfen folgt.
-
In Abb. 3 ist der Bär in einer Lage gezeigt, in welcher die Finne
2 den Probestab gerade berührt und die Kurvenrolle 4 gerade außer Berührung mit
der Querleiste kommt, während zwischen Kurbelzapfen und Leiste 3 noch ein kleiner
Zwischenraum besteht, der so groß sein muß, daß der Probestab um das zulässige Maß
sich biegen kann. Diese Verhältnissewerden durch die richtige Beziehung der Mittel,
welche den Probestab in seiner Höhenlage bestimmen, zur Exzentrizität der Kurbelzapfen
erhalten. Der Probestab wird unmittelbar vor Erreichung seiner größten Geschwindigkeit
vom Bären getroffen, worauf der zurückprallende Bär unmittelbar nach dem Aufschlag
von dem Kurbelzapfen 5 eingeholt und in die in Abb. i und 2 dargestellte oberste
Lage gehoben wird, worauf das Spiel von neuem beginnt und beim nächsten Arbeitshub
die Rolle 4 das Heben des Bären ausführt.
-
Bricht der Probestab oder ,vird er über ein von vornherein festgesetztes
Maß hinausgebogen, so stößt der Bär gegen einen Anschlag 15, der sein Spiel nach
unten hin begrenzt. Dadurch wird eine, in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrichtu--g
betätigt, die den Bären beim folgenden Spiel in seiner obersten Lage festhält und
(las Schlagwerk abstellt. Ein Zähler i<, gegen dessen Arm 21 ein Stift 22 auf
den Bären schlägt, zeigt die Anzahl der Schläge des Bären an, welche zur Zerstörung
des Probestabes nötig waren.
-
In Abb. .4 ist das Schlag-,verk in seiner Anwendung für Zugbeanspruchung
eines Probestabes dargestellt, wobei das obere Querstück 23 des Bären auf das Futter
ig schlägt, in welchem das untere Ende des Probestabes 18 gefaßt ist, während das
Futter 2o, (las den Probestab oben faßt, im Gestell der Maschine gelagert ist.
-
Bei der Anwendung des Schlagwerkes für Biegungsbeanspruchungen eines
Probestabes wird durch eine in der Zeichnung nicht dargestellte Vorrichtung eine
ständige Drehung des Probestabes um seine Achse bewirkt, so daß er im Laufe des
Versuchs ringsum gleichmäßig vom Bären beansprucht wird.
-
Statt den Bären senkrecht zu führen uiid von oben her auf den Probestab
aufschlagen zu lassen, kann man ihn ebensowohl anders führen, z. B. in einer kreisförmigen
Bahn, und ihn in irgendeiner Richtung auf den Probestab aufschlagen lassen, sogar
von unten her, (la ja die lebendige Kraft des Bären unahhängig von der Schwerkraft
ist.