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Werkstoffprüfmaschine für statische Zug-, Druck- und Biegeprüfungen
Bei den bekannten Werkstoffprüfmaschinen für statische Zug-, Druck- und Biegeprüfungen
wird die Prüflast entweder mittels eines auf einem Waagebalken verschiebbaren Laufgewichtes
oder durch einen federnden Stahlbügel bzty. eine anders geformte Feder oder auch
mittels einer hydraulischen Vorrichtung hervorgerufen.
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Obwohl die hydraulisch arbeitenden Werke stoffprüfmaschinen gegeniiber
den Waagebalken- oder Federdruckwerkstoffprüfmas.chinen bereits eine Verbesserung
darstellen, haben sie doch den Nachteil, daß sie verwickelt ausgebildet und derzufolge
teuer sind und daßl bei ihnen Undichtheiten mit den damit zusammenhängenden Nachteilen
und Ungenauigkeiten entstehen können.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile und damit zur Verbesserung der Werkstoffprüfmaschinen
für statische Zug-, Druck- und Biegepröfungen wird gemäß der Erfindung vorgeschlagen,
zwischen der zur Prüfung notwendigen Last und dem auf das Prüfstäck einwirkenden
Maschinenteil ein mit einem Antrieb verbundenes Zahnraddfflerentialgetriebe einzuschalten.
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Es ist bereits bekannt, bei Maschinen zum Prüfen von umlaufenden
Maschinenteilen auf ihr Verhalten bei ständigem Wechsel der Dreh,geschwindigkeit
um einen Mittelwert zwischen der mit verschiedenen Drehzahlen von einem Motor antreibbaren
Welle und der mit dem Prüfling zu verbindenden Welle ein gleichzeitig als Kupplung
für die beiden Wellen dienendes Differentialgetriebe anzuordnen, dessen Gehäuse
um die Achse der genannten Wellen verschwenkbar ist.
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Sowohl der Zweck als auch die Ausbildung der Werkstoffprüfmaschine
gemäß der Erfindung und der obengenannten bekannten Maschine zum Prüfen - von umlaufenden
Maschinenteilen ist ein unterschiedlicher. Die bekannte Maschine hat zum Zweck,
der Drehbewegung eines Prüflings bei beliebiger Dreh'-zahl oszillierende Bewegungen
zu überlagern, während die Maschine gemäß der Erfindung
zur Aufgabe
hat, auf einem zu untersuchenden Werkstoi'f eine im wesentlichen ruhende Last auszuüben.
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Diflerentialgetriebe werden in der Technik dazu benutzt, einen Ausgleich
zwischen irgendwelchen D rehbewegungen zu schaffen.
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Es ist also typisch für Differeatialgetriebe, daß sie überall dort
Verwendung finden, wo drehende Bewegungen vorhanden sind. Dies ist auch bei der
Prüfung von umlaufenden Maschinenteilen der Fall, mit anderen Worten: das Differentialgetriebe
findet bei der bekannten Maschine Anwendung auf einem Gebiet, das für Differentialgetriebe
typisch ist, nämlich auf einem Gebiet der Drehbewejungen.
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Bei der Maschine gemäß der Erfindung mußte zur Lösung der Aufgabe,
an die Stelle der bisher für statische Zug-, Druck- und Biegeprüfungen benutzten
Werkstoftpräfmaschinen der Waagebalkenart oder der hydraulischen Art etwas besseres
zu schaffen, im Gegensatz zum Bekannten davon ausgegangen werden, daß für statische
Zug-, Druck- und Biegeprüfungen eine im wesentlichen ruhende Last, also nicht etwa
die Drehbewegung irgendeines Isörpers zu benutzen ist.
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Dieser grundsätzliche Unterschied zwischen einer Werkstofl'prüfmasclline
für statische Belastungen eines Werlistoli'es und einer Prüfmaschine für dynamische
Belastung eines Prüflings läßt erkennen, wie wenig die bekante Maschine zur Überlagerung
von Schwingungen geeignet war, Anregung dazu zu geben, das bei ihr verwandte Differentialgetriebe
fiir eine Werkstoffprüfmasdine für statische Zug-, Druck- und Biegeprüfungen zu
verwenden, wo die Frage der Erzeugung von irgendwelchen Schxvingungen überhaupt
nicht auftaucht.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht darin, daß die zur Prüfung
notwendige Last und ihre Wirkungsrichtung von einem von einer Belastungsnullstellung
aus nach zwei Seiten wirkenden Pendelgewicht hervorgerufen wird.
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Bei den neuzeitlichen Werkstoffprüfmaschinen für statische Zug-,
Druck- und Biegeprufungen werden fast ausschließlich für die aufzuwendende Last
Pendelgewichte benutzt, weil durch die Verwendung von Belastungsfedern das Meßergebnis
ungenau werden würde, und zwar schon deshalb, weil mit einem NJachlassen der Federkraft
gerechnet werden muß. Die bisher benutzten, mit einem Pendelgewicht versehenen Werkstoffprüfmaschinen
waren so ausgebildet, daß das Pendelgewicht von der Belastungsnullstellung aus nur
nach einer Seite ausschwingen konnte, und zwar geschah dies deshalb, weil es zu
umständlich gewesen wäre, die im Zusammenhang mit solchen Pendelgewichtsprü-fmaschinen
benutzten hydraulischen Vorrichtungen so auszubilden, daß das Pendelgewicht von
einer Belastungsnullstellung aus nach zwei Seiten ausschwingen kann, was ja den
Vorteil hat, daß ohne Verwendung eines besonderen Umleitgestänges ein und dieselbe
Maschine sowohl zur Durchführung von Zug- als auch Druckprüfungen benutzt werden
kann.
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Bei der erflndungsgemäßen Verwendung eines Zahnraddifferentialgetriebes
läßt sich ein von einer Belastungsnullstellung aus nach zwei Seiten ausschwingbares
Pendelgewicht in einfacher Weise benutzen.
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In der Abbildung ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkstoffprufmaschine
beispielsweise dargestellt.
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Zwischen dem auf das Prüfstück einwirkenden Maschinenteil 1, der
im vorliegenden Falle ein Druckstempel ist, und der zur Prüfung notwendigen Last
2 in Gestalt eines Pendels, das von einer Belastungsnullstellung aus nach zwei Seiten
sich bewegen kann, ist ein Differentialgetriebe 3 eingeschaltet, das ein Gehäuse
4 mit einem Zahnkranz 5 hat, welches mit einem Zahnrad 6 kämmt, das durch irgendeinen
Antrieb, im vorliegenden Falle durch einen Elektromotor 7 in der einen oder anderen
Richtung entsprechend der auszuführenden Art der Werkstoffprüfung angetrieben wird.
In dem Gehäuse 4 des Differentialgetriebes sind zwei Planetenräder 8, 9 drehbar
gelagert, die mit zwei Kegelrädern 10, 1 1 in Eingriff sind. Das Kegelrad 10 ist
entweder unmittelbar oder durch ein Übersetzungsgetriebe 12 mit dem Pendel 2 verbunden,
während das Kegelrad 11 unter Zwischenschaltung eines geeigneten Übersetzungsgetriebes
13 mit dem auf das Prübstück einwirkenden, Maschinenteil 1 verbunden ist.
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Durch das Differentialgetriebe herrscht Gleichheit der Kräfte am Prüfstück
und am Pendel 2. Die Messung der auf das Prüfstück einwirkenden Last kann durch
Messung des Pendelausschlages in bekannter Art und Weise erfolgen.
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Die erfindungsgemäße Anwendung des Differentialgetriebes gestattet
es auch, in an sich bekannter Weise bei Härteprüfungen die Last auf bestimmter Höhe
zu halten, indem nach Erreichen der gewünschten Laststufe der Antrieb 7 des Differentialgetriebes
ausgeschaltet wird. Bekanntlich bereitete es bei den früheren Werkstoffprüfmaschinen
erhebliche Schwierigkeiten, die Last lange Zeit auf einer bestimmten Höhe zu halten.