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Vorrichtung zur Anzeige wechselnder Drücke bei Materialprüfmaschinen
für wechselnde Belastung An Materialprüfmaschinen erfolgt die Belastungsanzeige
im allgemeinen auf drei verschiedene Arten, entweder durch Laufgewichtswaage, durch
Neigungspendel oder durch Manometer, das durch eine Flüssigkeit betätigt wird. Bei
wechselnder Belastung, namentlich bei schnell dynamisch wechselnder, versagen jedoch
alle drei Meßanordnungen. Die beiden erstgenannten würden in derartige Schwingungen
geraten, daß eine Anzeige vollkommen unmöglich ist, bei letzterer würde der Zeiger
ebenfalls weit über das erreichte Maximum bzw. Minimum der Belastung hinauspendeln,
so daß das Ablesen des Maximums bzw. Minimums der Belastung, die beide von Wichtigkeit
sind, unmöglich gemacht wird.
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Es ist nun versucht worden, durch Einbau eines Rückschlagventils die
jeweilige Xiaximalbelastung anzuzeigen. Bei der Betätigung eines solchen Ventils,
d. h. bei dem Zurückschlagen des Ventilkörpers bei jedem Anstoß, läßt sich eine
wenn auch noch so kleine Volumenvergrößerung der in dem Manometer eingeschlossenen
Druckflüssigkeit nicht vermeiden. Infolge dieser kleinen Volumenvergrößerung findet
jedoch wegen der geringen Kompressibilität sämtlicher Flüssigkeiten ein starker
Druckabfall statt, der den tatsächlichen Maximaldruck, namentlich bei schnellen
Belastungswechseln, gar nicht zur Auswirkung auf das Meßgerät kommen läßt, so daß
mit solchen Manometern zwar ein nahezu konstanter Druck angezeigt wird, der angezeigte
Druck jedoch mit dem tatsächlichen Maximaldruck in der Maschine nicht übereinstimmt.
In der gleichen Weise wurden für solche Fälle Minimalmanometer vorgesehen, deren
Rückschlagventile im umgekehrten Sinne arbeiten. Naturgemäß haften diesen Minimalmanometern
dieselben Mängel wie den Maximalmanometern an. Es ist andererseits versucht worden,
einen bestimmten Maximaldruck bei Wechselbelastung dadurch zu erreichen, daß ein
einstellbares Überdruckventil vorgesehen wurde, das geeicht ist und bei einem bestimmten
Druck sich öffnet. Bei einer derartigen Anordnung besteht jedoch der Nachteil, daß
der Druckabfall in der Nähe des Ventils sehr groß ist, während andererseits im Arbeitszylinder
der Druck für kurze Zeit sogar noch anwachsen kann, so daß auch hier nicht das tatsächliche
Maximum des Druckes eingestellt bzw. angegeben werden kann, zumal der Druckunterschied
zwischen Arbeitsivlinder und der Umgebung des Ventils
von der Belastungsgeschwindigkeit
bzw. von der Zahl der Wechsel in der Zeiteinheit abhängig ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung werden sämtliche beschriebenen Nachteile
beseitigt. Die Anordnung beruht auf dem Prinzip, daß zwischen demjenigen Teil der
Maschine, in dem die Belastung gemessen werden soll, also z. B. Arbeitszylinder,
Meßzvlinder, Meßdose o. dgl.. und der Ablesevorrichtung ein beson-<leres, im
Gegensatz. zu Rückschlagventilen iwangslä ufig gesteuertes Organ zwischengeschaltet
ist, das es gestattet, die Verbindung; zwischen der Ablesevorrichtung oder einem
'feil derselben mit demjenigen Teil der 1Iaschine, in dem die Belastung gemessen
werden soll, zu öffnen oder zu schließen. Soll das Maximum und das Minimum angezeigt
werden, so geschieht das in der Weise, daß ein Manometer o. dgl. im Augenblicke
des im Zvlinder erreichten Maximaldruckes durch diese Vorrichtung mit dem Arbeitszylinder
in Verbindung steht, während diese Verbindung während der ganzen übrigen Zeit geschlossen
ist. Entsprechend steht ein zweites Manometer mit dem Arbeitszylinder nur in dein
Augenblick- in Verbindung, wenn im Arbeitszylinder der Minimaldruck herrscht. Es
ist hierbei noch von besonderer Wichtigkeit, daß dieses Üffnen oder Schließen in
keiner Weise das Volumen der in dem Manometer befindlichen Flüssigkeit ändern kann.
Die Schaltung der Flüssigkeitssteuervorrichtung erfolgt von der die wechselnde Belastung
verursachenden Einrichtung, also beispielsweise von einem Exzenter o. dgl., welcher
gleichzeitig die Bewegungen eines Pulsatorkolbens o. dgl. hervorruft.
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Bei bereits bekannten ähnlichen Anordnungen,. die zur Aufnahme von
Indikatordiagramm schnell laufender Maschinen dienen, erfolgt im Gegensatz zum Gegenstand
der Erfindung die Steuerung eines mit Öffnungen versehenen, zwischen Druckzylinder
und %Ießvorrichtungen eingeschalteten Organs (Drehschieber) mittels des durch den
im Druckzylinder erzeugten Druck bewegten Kolbens o. dgl.
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In der Zeichnung ist in Abb. i der Erfindungsgedanke beispielsweise
und schematisch dargestellt, und zwar bedeutet i den Arbeitszylinder, in dem der
Kolben 2 mit der Kolbenstange 3 durch den Druck der Flüssigkeit hin und her bewegt
werden. Die Kolbenstange 3 wirkt in geeigneter Weise auf den Prüfkörper ein. Mit
dem Arbeitszylinder steht ein Pulsator o. dgl. 4. mit Hilfe der Rohrleitung 5 in
Verbindung. Die wechselnde Belastung kann durch die Bewegungen des Kolbens 6 hervorgerufen
werden. Der Kolben 6 wird angetrieben unter Zwischenschaltung der Kolbenstange 7
und der Kurbelstange 8 durch einen Exzenter g. Dieser Exzenter treibt gleichzeitig
über ein geeignetes Vorgelege, beispielsweise eine Kette o. dgl., die Flüssigkeitssteuervorrichtung
io, die einen Drehkolben i i enthält, welcher bei einer Drehung die Verbindung zwischen
dem zu dem Arbeitszylinder führenden Rohr 12 und den Rohren 13 und 1q., an denen
sich Manometer i5 bzw. 16 befinden, zeitweise herstellt. Die Steuerung des Drehkolbens
i i vom Exzenter aus hat dann so zu erfolgen, daß die Flüssigkeitsstenervor richtung
den Weg der Flüssigkeit in dem Augenblick freigibt, wenn der Druck abgelesen werden
soll, also jeweils in der Minimal- und Maximalstellung des Pulsatorkolbens. In welcher
Weise das öffnen bzw. Schließen des Flüssigkeitsdurchganges erfolgen kann, ist beispielsweise
in Abb. -a dargestellt, und zwar bedeutet 17 das Gehäuse der Steuerungsvorrichtung
io, in dein der Drehkolben i i genau eingeschliffen ist. Durch das Rohr und die
Bohrung 1=2 tritt die Flüssigkeit aus dem Arbeitszylinder i ein und füllt sämtliche
innerhalb des Drehkolbens befindliche Bohrungen 18, ig, 20, 21 an. In der gezeichneten
Stellung steht durch das Rohr und die Bohrung 1q., deren Offnung sich mit der Bohrung
21 deckt, das Rohr 1a und damit der Arbeitszylinder i mit dem Manometer 16 in Verbindung.
Der während dieser Zeit in dem Arbeitszylinder herrschende Druck wird vom Manometer
angezeigt. Läuft der Exzenter und damit der Drehkolben weiter, so wird die Öffnung
zwischen Bohrung 14 und 21 abgeschnitten, der Manometerzeiger bleibt also stehen,
bis nach einem halben Umlauf des Exzenters die üffnungen sich wieder decken und
das Manometer wieder mit dem Arbeitszylinder in Verbindung steht. Es sei angenommen,
daß in der in Abb.2 gezeichneten Stellung Maximaldruck herrsche und der Drehkolben
sich mit der halben Umdrehungszahl des Exzenters drehe, dann wird der Minimaldruck
gerade in dem Augenblick eintreten, wenn sich die Öffnungen der Bohrungen ig und
13 decken. Das Manometer 16 wird also stets den jeweiligen Maximaldruck, das Manometer
15 den jeweiligen Minimaldruck anzeigen. Selbstverständlich erstreckt sich der Erfindungsgedanke
auch auf jedes andere Steuerungsverhältnis zwischen Pulsator und Steuerungskontakt.
Auch läßt sich die Steuerungsvorrichtung auf verschiedene andere Weisen ausführen.
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Ein äußerst einfacher Fall ist in Abb. 3 dargestellt. Hier bedeutet
22 das Gehäuse der Steuerungsvorrichtung, in dem ebenfalls ein Drehkolben 23 rotiert.
Dieser Drehkolben hat nur eine einzige Bohrung 2q., die
je nach
ihrer Drehung eine Verbindung einerseits zwischen der Bohrung 25, die in geeigneter
Weise mit dem Arbeitszylinder verbunden ist, andererseits der Bohrung 26 bzw. 27
und damit zwischen den Manometern z8 bzw. 29 herstellt. Ein Kanal 30 ist
außerdem vorgesehen, damit die Bohrung 24 jederzeit mit dem Arbeitszylinder verbunden
ist und somit der Druck in dieser Bohrung dem jeweiligen Druck im Arbeitszvlinder
entspricht.