Einrichtung zur Verminderung der Kolbenreibung, insbesondere an Materialprüfmaschinen
An Materialprüfmaschinen und ähnlichen Maschinen, die auf hydraulische Weise angetrieben
werden, erfolgt meistens die Messung des auf den Probekörper o. dgl. aufgebrachten
Druckes durc1 Messung des im Arbeitszylinder aufgebrachten Atmosphärendruckes. Durch
die Reibung zwischen Kolben und Zylinder geht ein Teil der in dem Zylinder aufgebrachten
Kraft verloren und kann sich daher nicht auf den Probekörper auswirken. Man ist
daher bestrebt, diese Reibung so gering wie möglich zu halten, um Fehler in der
Anzeige zu vermeiden. Es ist nun bekannt, die Reibung zwischen Kolben und Zylinder
etwa dadurch zu vermindern, daß man einen dieser beiden Teile, also entweder den
Kolben oder den Zylinder, in dauernde Umdrehungen versetzt, so daß die zwischen
Kolben und Zylinder auftretende Reibung der Ruhe in eine Reibung der Bewegung verwandelt
wird. Die Drehung des Zylinders bereitet jedoch sehr große Schwierigkeiten, die
nicht zuletzt darauf beruhen, daß der Zufluß der Druckflüssigkeit von einem festen
Teil zu dem sich drehenden Zylinder vor sich gehen muß. Infolgedessen wurde verschiedentlich
die Drehung des Kolbens angewendet; docli sind bei Anwendung gewöhnlicher Lagerung,
z. B. von Kugellagern, die Kräfte, die zum Drehen notwendig sind, sehr groß, da
der Kolben während des Prüfvorganges unter sehr hohem Druck steht und die Lagerungsteile
den Druck mit aufnehmen müssen.Device for reducing piston friction, in particular on materials testing machines
On materials testing machines and similar machines that are driven hydraulically
the measurement is usually carried out on the test specimen or the like
Pressure durc1 Measurement of the atmospheric pressure applied in the working cylinder. By
the friction between piston and cylinder is part of that applied in the cylinder
Force lost and therefore cannot affect the specimen. One is
therefore endeavors to keep this friction as low as possible in order to avoid errors in the
Avoid viewing. It is now known the friction between piston and cylinder
to be reduced, for example, by one of these two parts, i.e. either the
Piston or cylinder, set in continuous revolutions so that the between
Friction of rest in the piston and cylinder is transformed into friction of motion
will. However, the rotation of the cylinder causes very great difficulties
not least based on the fact that the influx of the pressure fluid from a solid
Part to the rotating cylinder must go on. As a result, it became various
the rotation of the piston applied; docli are when using normal storage,
z. B. of ball bearings, the forces that are necessary to rotate, very large because
the piston is under very high pressure during the test process and the bearing parts
have to absorb the pressure.
Es ist bereits vorgeschlagen worden, den Kolben in einem Flüssigkeitslager
abzustützen. Bei derartigen Konstruktionen bereitet jedoch die Beschaffung des notwendigen
und der jeweiligen Belastung anzupassenden Flüssigkeitsdruckes erhebliche Schwierigkeiten.It has already been proposed to place the piston in a fluid bearing
to support. With such constructions, however, prepares the procurement of the necessary
and the fluid pressure to be adapted to the respective load, considerable difficulties.
Erfindungsgemäß wird daher eine besondere Einrichtung vorgeschlagen,
bei welcher der Flüssigkeitsraum des Stützlagers mit dem eigentlichen Druckraum
des Arbeitszylinders, vorzugsweise durch eine im Arbeitskolben befindliche Bohrung;
in Verbindung steht, in welche eine an sich bekannte Dämpfungseinrichtung eingeschaltet
werden kann. Auf diese Weise ist erreicht, daß der sich drehende Teil, beispielsweise
der Kolben, gewissermaßen zwischen zwei mit Flüssigkeit angefüllten Räumen schwimmt.According to the invention, a special device is therefore proposed,
in which the liquid space of the support bearing with the actual pressure space
of the working cylinder, preferably through a bore in the working piston;
is in connection, in which switched on a known damping device
can be. In this way it is achieved that the rotating part, for example
the piston, as it were, floats between two spaces filled with liquid.
In der Abbildung ist der Erfindungsgedanke beispielsweise und schematisch
dargestellt, und zwar stellt r beispielsweise den Querschnitt des Arbeitszylinders
einer Materialprüfmaschine dar, der durch die Rohrleitung z mit Druckflüssigkeit
gespeist wird. In diesem Zylinder ist ein Kolben 3 eingeschliffen,
der
eine Längsbohrung q. besitzt. Diese Längsbohrung kann außerdem noch mit einer Dämpfungseinrichtung
5 versehen sein. Unterhalb des Kolbens entsteht je nach der Kolbenstellung ein Hohlraum
6. Der obere Teil des Kolbens ragt in einen weiteren zylinderförmigen Teil 7 hinein,
der sich axial gegenüber dem Kolben bewegen kann. Dieser überträgt durch ein Gestänge
8 den auf den Kolben ausgeübten Druck auf den Probekörper o. dgl. Oberhalb des Kolbens
kann ein zweiter Hohlraum 9 entstehen. Zwischen den beiden Zylinderteilen befindet
sich fest am Kolben ein Zahnkranz io, der in ein hier nicht gezeichnetes Zahnrad
eingreift. Die obere und untere Kolbenfläche müssen nicht notwendigerweise gleich
groß sein.In the figure, the idea of the invention is exemplary and schematic
shown, namely r represents, for example, the cross section of the working cylinder
a material testing machine, which through the pipeline z with hydraulic fluid
is fed. A piston 3 is ground in this cylinder,
the
a longitudinal hole q. owns. This longitudinal bore can also be equipped with a damping device
5 be provided. Depending on the position of the piston, a cavity is created below the piston
6. The upper part of the piston protrudes into another cylindrical part 7,
which can move axially with respect to the piston. This transmits through a linkage
8 the pressure exerted on the piston on the test specimen or the like above the piston
a second cavity 9 can arise. Located between the two cylinder parts
fixed on the piston a ring gear OK, which is in a gear not shown here
intervenes. The upper and lower piston areas do not necessarily have to be the same
be great.
Die Einrichtung arbeitet dann in der Weise, daß zunächst Druckflüssigkeit
durch das Rohr ,2 in den Raum 6 einströmt. Durch die Bohrung q. fließt ein Teil
der Druckflüssigkeit in den Raum q. ab, umgibt also den Kolben beiderseits mit einer
Flüssigkeitsmenge von gleichem Druck. Mit Hilfe des Zahnkranzes io wird der Kolben
in Drehungen um seine Längsachse versetzt. Diese Drehungen können nun mit sehr geringem
Kraftaufwand vor sich gehen, da der Kolben nur unter beiderseitigem Flüssigkeitsdruck
steht und keine Reibung mechanischer Teile gegeneinander unter Druck stattfindet.The device then works in such a way that initially pressure fluid
flows through the pipe 2 into the space 6. Through the hole q. flows a part
the hydraulic fluid in space q. off, so surrounds the piston on both sides with a
Amount of liquid at the same pressure. With the help of the ring gear io, the piston
set in rotations about its longitudinal axis. These rotations can now be done with very little
Exertion of force is going on because the piston is only under fluid pressure on both sides
and there is no friction between mechanical parts under pressure.
Der zylinderförmige Teil 7 kann auch beispielsweise kugelförmig oder
ähnlich ausgebildet werden, wobei sich der obere Teil des Kolbens dieser Form etwa
anpaßt. In diesem Falle entsteht nur -eine ganz dünne Ölschicht, die ebenfalls die
gleitende Reibung zweier fester Teile in die wesentlich geringere Flüssigkeitsreibung
überführt. In diesem Falle kann, ebenso wie im erstbeschriebenen, auch eine geringe
Flüssigkeitsmenge aus dem oberen Druckraum. seitlich austreten, ohne daß hierdurch
das Meßergebnis oder das Arbeiten der Einrichtung auch in irgendeiner Weise gefährdet
wird. Besondere Dichtungen sind also nicht notwendigerweise vorzusehen.The cylindrical part 7 can also be spherical or, for example
be designed similarly, the upper part of the piston of this shape approximately
adapts. In this case, there is only a very thin layer of oil, which is also the
sliding friction of two solid parts into the much lower fluid friction
convicted. In this case, as in the first described, a small
Amount of liquid from the upper pressure chamber. emerge laterally without this
the measurement result or the operation of the device is endangered in any way
will. It is therefore not necessary to provide special seals.
Durch die Dämpfungseinrichtung 5 kann unter Umständen ein gewisser
Druckunterschied im oberen oder unteren Raum erreicht werden, der insofern nicht
unerwünscht ist, 'als dadurch der Druck im unteren Raum zeitweise etwas höher ist,
so daß der Kolben etwas mehr nach oben gedrück"- wird. Dadurch kann das Volumen
des Raumes 9 unter Umständen sehr klein gehalten werden. Dem gleichen Zweck kann
auch die ungleiche Größe der oberen und unteren Kolbenfläche dienen.Due to the damping device 5, a certain
Pressure difference can be achieved in the upper or lower space, so far not
is undesirable 'as this causes the pressure in the lower space to be a little higher at times,
so that the piston is pushed a little more upwards. This allows the volume
of the space 9 can be kept very small under certain circumstances. Can serve the same purpose
also serve the unequal size of the upper and lower piston surface.