-
Lagerung für langgestreckte, Biegungskräften, insbesondere durch Biegeprüfmaschinen,
unterworfene Körper Die Erfindung betrifft eine neue Lagerung für langgestreckte
Körper, wie beispielsweise Träger, die biegenden Kräften, beispielsweise während
des Biegeversuches, ausgesetzt sind, und zwar wird hiernach der zu biegende Körper
an seinen Enden so gelagert, daß diese Enden sich derart reibungsfrei bewegen können,
daß eine genau bestimmbare Lage der Auflagepunkte des zu biegenden Körperserreicht
wird.
-
Abb. i der Zeichnung zeigt beispielsweise einen auf Biegung zu untersuchenden
Träger, der an seinen Enden auf Rollen 12, 13 gelagert ist. Unter dem Einfluß einer
biegenden Kraft P ändert sich die Gestalt des Trägers aus Lage i i in die Lage i
i i. Dabei wälzt sich, wie Abb. 2 in vergrößertem Maßstabe zeigt, die Unterkante
des Trägers auf dem Umfange der Rolle 12 ab, so daß die Auflagestelle von 14 nach
15 gelangt und sich damit auch der Abstand der beiden Auflagepunkte der Rollen 12
und 13 ändert.
-
Gegenstand der Erfindung bildet eine Anordnung, bei der die Abstandsänderung
der Auflagepunkte, die durch das Abwälzen eines Trägers auf einer Rolle oder einem
ähnlichen Tragelemente entsteht, vermieden wird, indem die den Körper tragende Rolle
in einer Schale größeren Durchmessers gelagert ist.
-
Abb. 3 zeigt schematisch .ein Ausführungsbeispiel einer Lagerung gemäß
der Erfindung. Der Träger wird in seiner Anfangslage i i gestützt durch die Rolle
12, die ihrerseits in einer Schale 16 größeren Durchmessers gelagert ist. Wird der
Träger einer Biegungskraft unterworfen, so daß er beispielsweise in die Lage i i
i gelangt, so übt der Träger auf die Rolle eine Kraft aus, die eine Komponente tangential
zur Rolle am Berührungs. punkt zwischen" Rolle und Schale aufweist, die die Rolle
nach der neuen, durch diel Achse 17, 18 gegebenen Mittellage hinwälzt.
-
Da in dieser Lage der Träger i i i die tiefste mögliche Lage :einnimmt,
ist diese Lage stabil. Ist cp der Winkel, um den sich das Trägerende gedreht hat,
so hat sich der Träger an der Rolle 12 um den Bogen rcp abgewälzt, wenn r den Radius
der Rolle bezeichnet. Wird nun unter dem Einfluß der Druckkräfte die Rolle in die
neue Lage 17, 18 überführt, so wälzt sie sich an den Träger um die Strecke L ab.
-
Nun besteht unter Vernachlässigung der Glieder höherer Ordnung die
Beziehung:
wenn R den Radius der Schale bezeichnet. Andererseits besteht für die dem Winkel
y im Kreis 12 gegenüberliegende halbe Sehne?. die Beziehung
Vernachlässigt man den Unterschied zwischen der Sehne und dem zugehörigen Bogen,
also die Glieder höherer Ordnung, was hier zulässig ist, weil es sich bei Körpern
großer Längserstreckung nur um kleine Winkelausschläge handeln wird, so wird die
Verschiebung
des Auflagepunktes bei einer Drehung des Körperendes
aufgehoben, wenn X-1 ist.
-
Aus obigen Beziehungen ergibt sich nun:
oder: @(R-y)-1y-0, oder für .h-1 ergibt sich die Beziehung: R = 2r,
oder der
Schalendurchmesser ist doppelt so groß zu wählen als der Rollendurchmesser'. Bei
dieser Wahl der Durchmesser ergibt sich nun, wie Abb. ¢ erkennen läßt, daß bei einer
Drehung des Trägerendes der Auflagepunkt nunmehr seine Lage unverändert beibehält,
so daß sich ein genau bestimmter Abstand der Auflagepunkte beider Enden ergibt.
-
Bei der Bewegung des Trägerendes aus der Lage i i in die Lage i i
i wälzt sieb; die Rolle am Träger derart ab, daß der durch den Auflagepunkt gehende
Durchmesser sich um Winkel cp bewegt. Dementsprechend beschreibt der dem Auflagepunkt
diametral gegenüberliegende Punkt der Rolle einen Bogen von der Größe cp # 2t- oder
= (p -,R, so daß also bei einer Abwälzbewegung der Rolle an dem Träger die Rolle
in die neue richtige Lage, in der ihr Durchmesser nach dem Berührungspunkt mit-
der Schale senkrecht zum Träger verbleibt, ;gelangt, ohne daß ein Gleiten der Rolle
erforderlich wäre.
-
Um die Bewegung der Rolle in die neue Lage zu .erleichtern, kann in
weiterer Ausbildung der Erfindung die Schale ihrerseits drehbar angeordnet werden,
beispielsweise indem sie ihrerseits m einer Außenschale 20 (Abb. 5) mittels Kugeln,
Rallen 21 o. dgl. gelagert ist.
-
Die Einstelliuig der Rollre 12 in die neue Lage kann entweder lediglich
durch Schwenkung der Rolle 12, wie oben beschrieben, erfolgen, oder auch dadurch,
daß unter dem Einfluß - der Druckkraft und der zwischen der Rolle 12 und der Schale
16 bestehenden Reibung die Schale 16 mit der Rolle gedreht wird, bis sich die Rolle
12 in der neuen, vorgeschriebenen Lage befindet.
-
Diese Bewegung der Schale 16 mit der Rolle 12 kann auch dadurch unterstützt
werden, daß man in weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens an der Schale
16 Mittel anordnet, um eine Einstellung ihrer - Winkellage herbeizuführen. So kann
man. beispielsweise, wie dies in Abb. 5 der Zeichnung schematisch dargestellt ist,
an zwei einander gegenüberliegenden Punkten der Schale Gewichte 25, 26 (z. B. Aufsatzgewichte)
angreifeiz lassen, die -eine Bewegung der Schale herbeiführen. Durch geeignete optische
Einrichtungen kann dann festgestellt werden, ob sich der durch den Berührungspunkt
der Rolle ii mit der Schale iz gehende Rollendurchrnesser in einer Lage befindet,
die senkrecht zum Träger an -einer Auflagestelle äst.
-
Diese Äuflagestelle kann dann durch Zugabe oder Abnahme von Gewichten
eingestellt werden oder auch mittels anderer geeigneter Mittel, beispielsweise indem
man, wie dies Abb. 6 zeigt, an zwei geeigneten Punkten der einen Schale Züge 28,
29 angreifen läßt, die über geeignet angeordnete Rollen 3o, 31, 32 laufen. Gegebenenfalls
können auch diese Mittel gleichzeitig angewendet werden, um im besonderen Schwingungen'
des Siystems zu vermeiden, die von einer ungleichen Verteilung der Belastung auf
die Rollen oder Kugeln des Lagers auftreten und im besonderen von der endlichen
Zahl dieser Rollen oder Kugeln herrühren.
-
.Eine Gesamtanordnung zur Biegungsbeanspruchung von Trägern- ist schematisch
in Abb. 7 veranschaulicht. Der Träger i i ist an beiden Enden auf Rollen i2 und
122 gelagert, die ihrerseits in Schalen 16, 116, 216, 316, wie oben beschrieben.,
ruhen.