DE718193C - Einspannvorrichtung fuer Schwingungspruefmaschinen - Google Patents

Description

• Einspannvorrichtung für Schwingungsprüfmaschinen Um die elastischen Eigenschaften von Werkstoffen bei Dauerbelastung auf Verdrehung zu vermitteln, benutzt man einen aus dem betreffenden Werkstoff hergestellten Probzestab, der mittels einer Schwingungsprüfmaschine in Drehschwingungen versetzt wird. Dabei wird der Probestab in der Regel mittels eines besonderen Spannkopfes an dem freien Ende eines mit seinem anderen Ende im Gestell der Prüfmaschine fest eingespannten Meßstabes befestigt. Das freie Ende des Probestabes wird dann mittelseines Antriebgliedes, z.B. durch ein Kurbel- oder Exzentergetriebe, in Drehschwingungen versetzt. Dabei ist es aber schwierig, die Stäbe so einzuspannen, daß in der Mittel- oder Nullstellung des Getriebes keine störenden Vorspannungen auftreten. Andererseits ist es in manchen Fällen erwünscht, die Stäbe entsprechend einer vorgegebenen Vorspannung genau einzuspannen und diese Vorspannung während der Prüfung exakt aufrechtzuerhalten. So ist bereits eine Einrichtung zur Dauerprüfung von Werkstoffen vorgeschlagen worden, blei der die eigentliche Prüfmaschine von einem Gehäuse umgeben ist und dieses Gehäuse einen im Paßsitz ruhenden Verschlußdeckel besitzt. Der Verschlußdeckel trägt den Spannkopf und kann zusammen mit diesem mit Hilfe eines Kettenradantriebes um eine Vertikalachse gedreht werden. Die Drehung erfolgt unter Überwindung einer bestimmen Reibung an den Paßflächen. Die vorspannungsfreie Einspannung des Prüflings stößt hier infolge der Gleitreibung und des ei jedem Kettenradantrieb sich ergebenden Spielraumes auf erhebliche Schwierigkeiten.
• Das gleiche gilt für die genaue Einstellung vorgegebener, insbesondere kleiner Vorspannungen.
• Um diese Nachteile zu vermeiden. ist bei einer Einspannvorrichtung für Schwingungsprüfmaschinen. deren Klemmstück der Aufnahme eines in Drehschwingungen zu versetzenden Probestab es und gegebenenfalls eines mit diesem verbundenen Meßstabes dient und um die Schwingungsachse drehbar gelagert ist, erfindungsgemäß das Klemmstück, vorzugsweise mittels DruclSschrauben, deren Enden auf Widerlagern ruhen, in beliebiger. z. B. vorspannungsfreier Winkellage völlig gleitungsfrei festlegbar. Damit ist gegenüber der letzterwähnten bekannten Einspannvorrichtung auch wesentlich gewährleistet, daß der einmal und genau festgelegte vorspannungsfreie Zustand bzw. die genau festgelegen Verspannungen während des Betriebes ebenso genau aufrechterhalten werden.
• Die gleitungsfreie Festlegung des Klemmstückes ist von besonderer Bedeutung, wenn es sich bei der Drehschwingungsbeanspruchung um die Ermittlung von Dämpfungsverlusten handelt. In diesem Falle können bei der letzterwähnten bekannten Vorrichtung die Verluste durch Gleitreibung durchaus die Größenordnung der zu messenden Verluste erreichen. Vor allen Dingen überdecken sie die für die Ermittlung der Werkstoffeigenschaften wichtigen Einsatz- und Sprungpunkte der Schwingungsdämpfung.
• In besonders zweckmäßiger und vorteilhafter Weise ist das Klemmstück ,erfindungsgemäß nach Art eines doppelarmigen Hebels gestaltet und in der Achsenrichtung beiderseits der Einspannstellen mit Lagerzapfen versehen. Hierbei sind die Hebelenden mit Gewinden zur Aufnahme der obenerwähnten Druckschrauben zu versehen. An Stelle der H,ebelenden können auch die Widerlager einstellbar gemacht werden.
• Eine Einspannvorrichtung gemäß der Erfindung kann nun auch in der Weise ausgebildet werden, daß die Widerlager durch Druckmeßdosen ersetzt werden. Das hat den Vorteil, daß ein besonderer Meßstab entbehrlich wird und der Probestab unmittelbar im Gestlell eingeschraubt werden kann. Andererseits können erfindungsgemäß die Widerlager aber auch durch Hochfrequenzschwingungserzeuger ersetzt werden. In diesem Falle werden den von dem Kurvel- oder Exzentergetriebe herrührenden Schwingungen großer Amplitude und verhältnismäßig niedriger Frequenz Schwingungen sehr hoher Frequenz und geringer Amplitude überlagert. Ein solches Prüfverfahren ist insofern von Bedeutung, als durch Versuche festgestellt wurde, daß hochfrequente Überlagerungsschwingungen die Schwingungsfestigkeit wesentlich beeinflussen können.
• In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung dargestellt. Fig. 1 zeigt einen Schnitt längs der Stabachse und Fig. 2 einen Mittelschnitt nach Fig. I quer zur Stabachse.
• Das einzuspannende Ende des Stabes 1 ist in der üblichen Weise mit einen verstärkten vierkantigen Ansatz 2 versehen, der durch Schrauben 3 zwischen einem Klemmstück 4 und einem Schlußstück 5 eingespannt ist. Das Klemmstück 4 ist mit zwei Lagerzapfen G und 7 versehen. die zu beiden Seiten der Einspannst eile in der Achsenrichtung angeordnet sind. Dabei ist der Zapfen 7 hohl ausgebildet, um den Stab I frei hindurchtreten zu lassen.
• Die Zapfen 6 und 7 tragen Kugellager 8 bzw. 9, deren feste Lagerringe in dem Gestell 10 der Schwingungsprüfmaschine ruhen. Das Klemmstück 4 ist, wie man aus Fig. 2 erkennt, nach Art eines doppelarmigen Hebels gestaltet, dessen Enden mit Feingewinde zur Aufnahme von Druckschrauben 11, 12 versehen sind, deren Kuppen den Druck auf Widerlager 13, 14 übertragen, die auf dem Gestell 10 ruhen.
• Wenn nun eine vorspannungsfreie Prüfung erforderlich ist, wird das an dem freien Ende des Probestabes 1 angreifende Rurbel- oder Exzentergetriebe in die Mittelstellung gebracht und dann durch vorsichtiges Anziehen der Schrauben 11, 12 die Lage des Klemmstückes 4 spielfrei gegenüber den Widerlagern 13, 14 festgelegt. Soll jedoch eine Vorspan nung bestimmter Größe, z. B. 5', in der Nulllage vorhanden sein, dann stellt man das zur bel- oder Exzentergetriebe auf die betreffende Abweichung von der Sullage ein, so daß auch das Klemmstück um den betreffenden Winkel geneigt ist, und stellt dieses in der betreffenden Lage durch Anziehen der Schrauben 11, 12 fest. Dadurch entsteht in der Mittellage des Getriebes eine entsprediende Vorspannung.
• Ersetzt man die einfachen Widerlager 13, 14 durch Druckmeßdosen, so werden beim Schwingen des Stabes entsprechende Kräfte auf die Druckmeßdosen übertragen, so daß die Zwischenschaltung eines besonderenNIeßstabes nicht erforderlich ist. Wenn der Bewiegung des Stabes hochfrequente Schwingungen überlagert werden sollen, kam man die Widerlager 13, 14 durch entsprechende Schwingungserzeuger, z. B. durch magnetostriktive Geber, ersetzen.

Claims (4)

1. PATENTANSPRSCHE: I. Einspannvorrichtung für Schwingungsprüfmaschinen mit einem Klemmstück, das der Aufnahme des in Dreh schwingungen zu versetzenden Probestabes und gegebenenfalls eines an diesem befestigten Meßstabes dient und um dessen Schwingungsachse drehbar gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück (4) vorzugsweise mittels Druckschrauben (11, 12), deren Enden auf Widerlagern (I3, I4) ruhen, in beliebiger, z.B. vorspannungsfreier Winkellage völlig gleitungsfrei festlegbar ist.
2. 2. Einspannvorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmstück (4) nach Art eines doppelarmigen Hebels gestaltet ist und in der Achsenrichtung beiderseits der Einspannstelle Lagerzapfen (6, 7) aufweist.
3. 3. Einspannvorrichtung nach Anspruch I oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager (13, I4) als Druckmeßdosen ausgebildet sind.
4. 4. Einspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Widerlager (I3, I4) als Hochfrequenzschwingungserzeuger ausgebildet sind, deren Schwingungen sich den Hauptschwingungen überlagern.