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Einrichtung zum Feststellen der sich bei Dauerbiegebelastungen ergebenden
materialbedingten Strukturveränderungen an Bauteilen und Werkstücken Die Erfindung
geht von einer Einrichtung zum Feststellen der sich bei Dauerbiegebelastungen ergebenden
materialbedingten Strukturveränderungen an Bauteilen und Werkstücken aus bei der
ein die Prüfkraft lieferndes Druckmittel in wechselnder Richtung zur-Wirkung kommt
und die Umsteuerung selbttätig erfolgt. Die Erfindung bezweckt, eine derartige Einrichtung
so auszubilden, daß die auf den Prüfkörper wirkende Kraft unabhängig vom Wege derjenigen
Organe der Einrichtung ist welche sie auf den Prüfkörper übertragen. Ferner soll
die Größe der den Prüfkörper jeweils beanspruchenden Kraft niaßgebend sein für den
Antrieb des Richtungswechsels, d. h. für die Beendigung der Kraftwirkung in der
einen Richtung und den Beginn der Kraftwirkung in der entgegengesetzten Richtung.
Außerdem soll es die Einrichtung nach der Erfindung ermöglichen, die Zahl der Kraft-
bzw. Lastwechsel in der Zeiteinlleit in weiten Grenzen zu regulieren.
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Dementsprechend besteht die Erfindung zunächst aus einem aus Zylindern
und Kolben gebildeten Antnebssystem, bei dem sich der einzelne Zylinder und der
einzelne Kolben unter dem Einfluß eines während des Versuches in seiner Kraftwirkung
gleichbleibenden Druckmittels (Druckluft) in entgegengesetzter Richtung bewegen.
Dabei bewirkt der eindeutig von der Kraft abhängige, jedoch infolge der Materialermüdung
mit der Zeit veränderliche Weg des Prüflings die Umsteuerung des Kolbens die einstellbaren
und nachgiebigen Widerlager aber regeln den Hub des Zylinders und heeinflussen damit
die Umsteuereinrichtung für das Druckmittel.
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Eine besonders zweckmäßige Ausführungsform der Einrichtung nach der
Ereindung kann in der Weise ausgebildet werden, dab die Umsteuereinrichtung für
das Druckmittel (Druckluft) als Kolbenschieber ausgebildet ist, dessen Verlängerung
mit dem vom Druckmittel beaufschlagten Arbeitskolben eines Zylinders verbunden ist,
wobei eine von Zylinder des Antriebssystemes gesteuerte Sperrvorrichtung die Bewegung
des Arbeits kolbens in seiner jeweiligen Stellung verriegelt.
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Die Erfindung' wird im nachstehenden an Hand eines Ausführungsbeispieles
in Gestalt einer Dauerprüfmaschine näher erläutert, die in der Abbildung in einer
schematischen, größtenteils im Schnitt gehaltenen Darstellung veranschaulicht ist.
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An dem fest mit einem Widerlager I verbundenen Prüfling 2 greift
eine Kolbenstange 3 gelenkig' an, die an j-edem Ende einen Kolben 4 bzw. j trägt.
Die Kolben 4 und 5 sind in je einem nach der Kolbenstange 3 zu offenen Zylinder
6 bzw. 7 geführt.
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Die Zylinder 6 und 7 sind längs verschieblich gelagert; auf ihren
Boden 8 wirkt je eine Schraubenfeder 9 bziv. 10, die sich gegen einen Teller 11
bzw. 12 abstützt, welcher axial verschieblich in einem ortsfesten Körper I3 gelagert
ist.
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In dem Ausführungsbeispiel wird die Prüfkraft durch Druckluft geliefert.
Die Einrichtung kann indessen in grundsätzlich gleicher Weise auch durch ein flüssiges
Druckmittel betrieben werden. Die Druckluft wird aus einem nicht dargestellten Druckbehälter
durch eine gegabelte Leitung 15 dem als Kolbenschicber 16 ausgebildeten Stellsliede
einer Umsteuereinrichtung zugeführt.
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Der Schleber 16 weist zwei voneinander getrennte Hohlräume 17 und
18 auf, die durch je eine Bohrung 19 bzw. 20 mit der Zufuhrleitung 15 in Verbindung
gebracht werden können. Von dem Gehäuse 21 des Steuerschiebers 16 gehen zwei stellenweise
bewegliche Leitungen 22, 23, deren jede zu einem der Zylinder 6 bzw. 7 führt, sowie
eine ins Freie führende gegabelte Leitung 24 aus. An bestimmten Stellen sind in
der Wandung des Schiebers t6 Bohrungen 25, 26. 27 und 28 vorgesehen, die zum Teil
in den Hohlraum 17 und zum Teil in den Hohlraum 18 des Schieber münden. Die mit
dem Kolbenschieber 16 verbundene Stange 29 trägt einen in einem Zylinder 31 geführten
Kolben 30. Die eine Seite d-es Zylinders 31 stellt durch eine Leitung 32 mit der
zum Zylinder 6 führenden Leitung 22 in Verbindung, während die andere Seite des
Zylinders 31 durch eine Leitung 33 an die zum Zylinder 7 führende Druckluftleitung
23 23 angeschlossen ist. Der Boden 8 jedes der Zylinder 6 und 7 trägt einen Ansatz
34 bzw. 35, in dessen Bahn ein ortsfest gelagerter Hebel 36 bzw. 37 angeordnet ist.
Jeder Hebel 36 bzw. 37 greift mittels je eines Lenkers 38 an einem Winkelhebel 39
bzw. 40 an. Die freien Arme der beiden Winkelhebel sind als Sperrhaken 41 41 @w.
42 ausgebildet, die mit einem mit der @ e uerkolbenstange 29 hin und her gehenden
@ schlage 43 zusammenarbeiten. Die an den @enkern 38 angreifenden Arme der Winkelhebel
39, 40 sind durch eine Zugfeder 44 44 miteinander verbunden.
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Bei der in. der Abbildung dar stellten Lage des Steuerkolbens 16
strömt die aus der Leistung 15 kommende Druckluft durch die Bohrung 19 in den Hohlraum
17 des Kolbens 16 und von hier durch die Bohrung 2G und die Leitung 22 in den Zylinder
6. Hierbei ist der Druckluft der Weg zum Zylinder 7 dadurch versperrt, daß die Bohrung
27 keine Verbindung der Leitung 15 13 mit dem Hohlraume 18 des Kolbens 16 herstellt.
Im Innern des Zylinders 6 wirkt die gespannte Druckluft sowohl auf den Kolben 4
als auch auf den Zylinderboden 8. Auf Grund der auf ein bestimmtes Maß eingestellten
Vorspannung der Feder 9 hat dies zur Folge. dab sich zunächst der Kolben 4 in Richtung
des Pfeiles x bewegt und dadurch der Prüfkörper 2 durch leine entsprechende Kraft
auf Biegung beansprucht wird. An dieser Bewegung des Kolbens 4 nimmt auch der mit
ihm starr verbunden Kolben 5 teil. Die aus dem Zylinder 7 verdrängte Luft kann durch
die Leitung 23, die Bohrungen 28, 27 und die Leitung 24 ins Freie entweichen. Die
Bewegung des Kolbens 4 und der Kolbenstange 3 wird jedoch beendet, sobald der Prüfling
2 um ein gewisses Maß durchgebogen ist, auf das die Vorspannung der Feder 9 9 abgestimmt
ist, so daß nunmehr die auf den Zylinderboden 8 wirkende Druckluft den Zylinder
unter Zusammendrückung der Feder 9 entgegengesetzt zum Pfeile x verschiebt. Bei
dieser Bewegung legt sich der Ansatz 34 des Zylinders 6 gegen den Hebel 36 und bewirkt
dadurch ein Ausschwenken des Winkelhebels 39, so daß der Sperrhaken den Anschlag
43 freigibt. Diese Bewegung wird durch Feder 44 auf den Winkelhebel 40 übertragen,
so daß dessen Sperrhaken 42 in seine Sperrstellung übergeht.
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Nunmehr kann sich die dem Zylinder 3 1 durch die Leitung 32 zugeführte
Druckluft in der Weise a-uswirkeu, daß sie den Kolben 30 im Sinne des Pfeiles y
bewegt. Dies hat die Überführung des Kolbenschiebers 16 in seine andere Stellung
zur Folge, in welcher dem Zylinder 7 durch die Bohrungen 20 und 27 und die Leitung
23 Druckluft
zugeführt wird. Dadurch wird zunächst der Kolben 5
im Sinne des Pfeiles z bewegt und der Prüfling im entgegenesetzten Sinne auf Biegung
beansprucht, d. h. einer dynamischen Belastung ausgesetzt. Es splilelt sich nun
im Zylinder 7 und unter der Wirkung der ebenfalls entsprechend vorgespannten Feder
10 der gleiche Vorgang ab, wie er soeben beim Zylinder 6 beschrieben wurde. Dabei
bewirkt der am Kolbenboden 8 vorgesehene Anschlag 35 bei Berührung mit dem Hebel
37 in gleicher Weise über den Sperrhaken 42 und den Kolben 30 die Umsteuerung der
Druckluftzufuhr. Die Vorspannung der Federn 9 und 10 läßt sich durch die längs verschiebliche
Lagerung der Federteller 11, 12 innerhalb gewisser Grenzen regeln. Dadurch wird
es in einfacher Weise ermöglicht, die Größe der den Prüfling beanspruchenden Kraft
zu ändern. Die Anzahl der Lastwechsel in der Zeiteinheit kann in ebenso einfacher
Weise durch den Druck des die Einrichtung betreibenden Druckmittels verändert werden.
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Als Kraftspeicher kann man statt der Federn 9, 10 des Ausführungsbeispiels
auch Druckmittelzylinder vorsehen, in denen man dem Druckmittel jeweils die der
gewünschten Prüfkraft entsprechende Sapnnung gibt.
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Im Vergleiche mit Federn kann Sein solcher Kraftspeicher mit größerer
Weichheit arbeiten.
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Die Einrichtung nach der Erfindung kann mit so niedrigem Gewicht
und so geringem Raumbedarf ausgeführt werden, daß sie z. B. als transportable Dauerprüfmaschine
für Bauteile an schlecht zugänglichen Steilen und an Fahrzeugen verwendbar ist.