DE872667C

DE872667C - Einrichtung zum Pruefen von Werkstoffen oder Bauteilen

Info

Publication number: DE872667C
Application number: DESCH448D
Authority: DE
Inventors: Edwin Dr-Ing Erlinger
Original assignee: Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1937-10-09
Filing date: 1937-10-09
Publication date: 1953-04-02

Description

Einrichtung zum Prüfen von Werkstoffen oder Bauteilen Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Prüfen von Werkstoffen oder Bauteilen auf Zugdruck- oder auf wecselnde Zug-, Druck-, Biege-oder Verdrehungsbeanspruchung mit einem in oder in der Nähe der Eigenschwingungszahl des Prüflings erregten Schwingungssystem, bei der zwischen den Erreger und das dem Erreger zugekehrte Prüfkörperende eine Feder eingeschaltet ist. Um diese Einrichtung für solche Prüfungen gebrauchen zu können, bei denen große Schwingungsamplituden verlangt werden, ist die Feder erfindungsgemäß als Schraubenfeder ausgebildet. Die neue Einrichtung kommt insbesondere für Biegeprüfungen und Prüfung verformungsfähiger Konstruktionsteile in Betracht. Es ist zweckmäßig, die Anordnung so zu treffen, daß die Achse einer oder mehrerer parallel liegender Schraubenfedern in Richtung der Beanspruchung des Prüfkörpers Liegt. Soll der Schwingungsbeanspruchung eine Vorspannung überlagert werden, dann können auch hierfür eline oder mehrere Schraubenfedern benutzt werden, die man am besten ebenfalls parallel zu der oder den die Erregung übertragenden Schraubenfedern anordnet.
Letzteres geschieht, um die schwingenden Massen möglichst weit herabzusetzen, mit Vorteil in der Weise, daß Erregungs- und Vorspannungsschraubenfedern gleichachsig ineinanderliegen. Die Schwingungserregung kann durch regelbare, umlaufende Unwucht erzeugt werden.
Zwei Ausführungsbeispiele des Erfinduengsgedankens sind in der Zeichnung schematisch dargestellt. Die Prüfeinrichtung nach tbb. I besteht aus dem Unwuchterreger a, der Feder b, dem Joch h c mit dem Einspannkopf c' für den Prüfkörper d, der Meßfeder e mit dem anderen Einspannkopf e', der Spannspindel f, den Stellmuttern k und dem Rahmen g. Das Joch h und die zwischen ihm und dem Joch c angeordneten Federn i dienen zum Aufbringen einer Vorlast. Die vom Erreger a ausgehenden Erregungskräfte sollen, besonders wenn es sich um größere Kräfte handelt, sinusförmig in Richtung der Achse der Feder b verlaufen, von dieser Richtung abweichende Kräfte hingegen wirkungslos bleiben. Die Schwingungszahl des Erregers wird auf die Eigenschwingungszahl des Feder-Masse-Systems abgestimmt, das im wesentlichen aus Erreger a, Feder b und Joch c besteht.
Die erhebliche Masse der Gegenseite mit dem Spannkopf e' bleibt, verglichen mit den Schwingbewegungen des Joches c, praktisch unbeweglich.
Auf diese Weise können verhältnismäßig starke Kräfte vom Schwingungssystem über den Spannkopf c' auf den Prüfkörper d gelangen und ihn in der gewünschten Art und Weise beanspruchen. Der Rahmen g ist entweder fest oder auf nachgiebigen Elementen, wie Federn, Gummi od. dgl., gelagert.
In letzterem Fall ist es zweckmäßig, die Masse. des Rahmens überzudimensionieren, damit dessen Schwingungsbewegungen so klein wie möglich bleiben.
Um der Schwingungsbeanspruchung des Prüfkörpers d eine Vorspannung überlagern zu können, sind zwischen das Joch h und das Joch c zwei Schraubenfedern i eingespannt. Für eine Druckvorbeanspruchung wird die äußere Mutter k gelöst und die innere Mutter so lange gedreht, bis die beabsichtigte, beispielsweise an der Meßfeder.e ablesbare Druckvorspannung durch die Federn i erreicht ist. Für eine Zugvorspannung müssen die Muttern k in umgekehrtem Sinne betätigt werden.
Je nach Einstellung der Vorspannung und der Schwingungsbeanspruchung lassen sich wechselnde Zug-, Druck- oder Zugdruckbeanspruchungen auf den Prüfkörper aufbringen. Die Schwingungsbeanspruchung ist durch Verändern der Resonanzlage leicht zu regeln. Die Größe der eingestellten Belanspruchung kann während des Betriebes an der Meßfeder e, beispielsweise mit Hilfe optischer Vergrößerungsmittel, abgelesen werden.
Für Biegeprüfungen ist das. Joch c, gegebenenfalls ohne den Spannliopf c', mit für die Biiegebeanspruchung geeigneten Einspann- oder Druckmittein zu versehen.
Das Ausführungsbeispiel in. Abb. 2 stimmt grundsätzlich mit dem nach. Abb. 1 überein, jedoch ist für die Übertragung der Erregerkräfte und für die Vorsplanzung nur je eine Schraubenfeder votrgesehen, die beide gleichachsig ineinanderliegen.
Der Antrieb erfolgt durch den Motor 1 und den von ihm über eine biegsame Welle angetriebenen Unwuchterreger m. Der Erreger ist an der äußeren Einspannstütze n der Schraubenfeder 0 gelagert, deren anderes Ende an der Stützen befestigt ist.
Diese trägt den Spannkopf p' für den Prüfkörper q.
Der andere Spannkopf r' sitzt fest an dem Ringfederdynamometer r, das seinerseits an der Spannspindel s befestigt ist und mit ihr durch die Stellmuttern t in Maschinenrahmen u festgehalten wird.
Am entgegengesetzten Ende des Rahmens u ist ein mit einem Durchlaß für die biegsame Welle versehenes Teil v angebracht. Zwischen das Teil v und die Stütze p ist die Vorbelastungsfeder w eingespannt. Damit die Stützen n und p sich aur in gewünschter Richtung bewegen können, ohne aber in dieser Richtung irgendwie behindert zu sein, ruhen. sie auf Tischen, die sich auf Lenkerfedern x abstützen.
Die Maschine arbeitet in gleicher Weise wie die in Abb. I beschriebene. Mit Hilfe der Spindel s und den zugehörigen Muttern t ist es möglich, jede beliebige Vorspannung auf den Prüfkörper a aufzubringen und diese der durch den Erreger m erzeugten S Schwingungsbeanspruchung zu überlagern.
Die Stütze p kann, wie in der Zeichnung dargestellt, mit einem Spannkopf p' für Zug- und Druckbeanspruchungen versehen oder als Biegetisch ausgebildet sein, um Biegebeanspruchungen zu ermöglichten.
Beide Ausführungsbeispiele gestatten auch das Aufbringen von Verdrehungsbeanspruchungen, wenn die für derartige Beanspruchungen bei Materialprüfmaschinen bekannten Übertragungsmittel hinzugefügt werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Einrichtung zum Prüfen von Werkstoffen oder Bauteilen auf Zugdruck- oder auf wechselnde Zug-, Druck-, Biege oder Verdrehungsbeanspruchung mit einem in oder in der Nähe der Eigenschwingungszahl des Prüflings erregten Schwingungssystem, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungserregung (a oder) am einen Ende einer die Resonanzlage bestimmenden und mit dem federnden Prüfling in Hin. der einanderschaltung liegenden Schraubenfederanordnung (b oder o) angreift, deren anderes Ende mit dem Einspannkopf (c'oder p') des Prüflings verbunden ist, wobei die Sohiraubenfederanordnung aus mehreren achsenparallel zueinander angeordneten. Schraubenfedern .bestehen kann und die Federachsen in Richtung der aufzubringenden Belastung liegen.
2. Einrichtung nach Anspruch 1 zum Prüfen mit überlagerter Vorspannung, gekennzeichnet durch eine oder mehrere zu den Federn der Schraubenfederanordnung parallel angeordnete Vorspannschraubenfedern (i oderw), wobei beide Schraubenfederanordnungen gleichachsig ineinanderliegen können.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwingungserregung durch regelbare umlaufende Unwucht (m) erzeugt wird.