DE887277C - Einrichtung zur selbsttaetigen Steuerung von Belastungsversuchen - Google Patents

Description

Bei der belastungsmäßigen Prüfung von Werkstoffen kennt man den Belastungsgang zwischen zwei feststehenden Grenzen. Man hat aber auch schon, und dies besonders bei Betriebsfestigkeitsversuchen, Werkstücke einer in ihrer Häufigkeit und in ihrer Höhe wechselnden Belastung unterworfen. Beim Betriebsfestigkeitsversuch läßt man mehrere Laststufen aufeinander folgen, wobei die einzelnen Laststufen durch verschiedene Grenzen,

ίο zwischen denen die Belastung hin und her pendelt, d. h. durch verschiedene Lastspannen, voneinander unterschieden sind. Dabei sind aber auch meistens noch die Häufigkeitszahlen dieser Grenzbelastung bzw. Lastspannen in den einzelnen Laststufen verschieden. Obere und untere Lastgrenzen können sowohl positive als auch negative Werte besitzen.

Um den Arbeitsaufwand solcher Belastungsversuche möglichst gering zu halten, wurden Einrichtungen zur selbsttätigen Steuerung ihres Ablaufs vorgeschlagen. Sie umfassen neben elektrischen Zählern zur Voreinstellung von bestimmten Lastgrenzen zuzuordnenden Häuügkeits- oder Lastspielzahlen noch weitere elektrische Zähler zur Abtastung der Einstellzähler auf die voreingestellten Lastspielzahlen und zur mittelbaren, beispielsweise über einen Stufenwähler durchgeführten Schaltung der Belastungsvorrichtung bzw. -maschine nach Lastgrenzen. Man hat sowohl hinsichtlich der Einstellzähler als auch hinsichtlich der Abtastzähler die Verwendung von Drehwählern vorgesehen.

Die Einstellung der Lastspielzahlen erfolgt mittels Wählerscheiben. Die Abtastzähler, die nach jedem

vollständigen Hinundhergang der Last zwischen der oberen und der unteren Grenze schrittweise weitergeschaltet werden, schließen nach Erreichen der an den Einstellzählern eingestellten Lastspiel zahlen einen Stromkreis, der Stromstöße auf die Belastungsmaschine zu ihrer Weiterschaltung auf die Belastungsgrenzen der nachfolgenden Laststufe gibt.

Die Erfindung sieht für diese selbsttätigen ία Steuereinrichtungen ein zusätzliches Schaltgerät vor, das von den Abtastzählern nach Erreichen einer an den Einstellzählern voreingestellten, von der mit einer bestimmten Lastspanne zu fahrenden Lastspielzahl nach unten abweichenden Lastspielzwischenzahl erregt, ein den Lastgang aufzeichnendes Schreibgerät einschaltet sowie einen ihm zugehörigen Hilfsschaltzähler zum Anlauf bringt, der das Pahren der restlichen Lastgänge der einen und der ersten Lastgänge der nachfolgenden Laststufe steuert, auf die nächste Lastgrenze umschaltet und mit Ablauf der von ihm insgesamt gesteuerten Lastgänge das Schreibgerät abschaltet. Man gelangt auf diese Weise zu einer ausgesprochen einfachen Aufzeichnungskontrolle darüber, ob innerhalb der einzelnen Laststufen auch die Lastgrenzen voll ausgefahren werden bzw. ob die für eine Laststufe eingestellte Lastspanne auch ungeändert eingehalten wird. Eine solche Kontrolle ist hier besonders deswegen wichtig, weil eine selbsttätige Versuchseinrichtung naturgemäß nicht mehr einer laufenden Kontrolle durch das Bedienungspersonal' unterliegt. Die Nachprüfung geschieht am Ende der gerade laufenden und am Anfang der anschließenden Laststufe, da auf diese Weise zwei Laststufen auf einmal erfaßt werden können. Das Mittel dazu ist ein die letzten Lastwechsel der darauf folgenden Laststufe aufzeichnendes Schreibgerät. Erstreckte man beispielsweise die Aufzeichnung auf die letzten zwei Lastwechsel der einen und auf die vier- ersten Lastwechsel der nachfolgenden Stufe, so würde das bei alleiniger Verwendung der Einstell- und Abtastzähler je Laststufe zwei zusätzliche Einstellungen oder vielmehr je Laststufe den zusätzlichen Gebrauch von Einstelltafeln bedingen. Dazu käme eine wesentlich verwickeitere Steuerleitungsverlegung. Dieser umfangreiche Material- und Arbeitsaufwand ist bei der Steuereinrichtung nach der Erfindung vermieden.

Während bisher beim Erreichen der an den Ein-Stellzählern eingestellten Werte die Lastgrenzensteuerung, beispielsweise eine Blendenscheibe, auf die Lastgrenze -der nächstfolgenden Belastungsstufe weiterschaltet, wird jetzt lediglich das Schreibgerät von der ursprünglichen Steuereinrichtung über ein zusätzliches Schaltgerät in Betrieb genommen. Zu diesem Zwecke werden die Einstellzähler auf denjenigen Zahlenwert eingestellt, bei 'dem die Aufzeichnung beginnen soll, beispielsweise auf den vorletzten Belastungsgang einer Laststufe. Der zu dem Schaltgerät gehörende, von ihm gleichzeitig zum. Anlaufen gebrachte Hilfsschaltzähler sorgt dafür, daß die bis dahin an der Gesamtzahl einer Belastungsstufe noch fehlenden Belastungsgänge gefahren werden und dann die Laststeuerung auf die nächstfolgende Belastungsstufe weitergeschaltet wird. Das Schreibgerät wird durch den Hilfsschaltzähler wieder abgeschaltet, sobald einige in ihrer Zahl vorher festgelegte und am Hilfschaltzähler voreingestellte Belastungsgänge der neuen Laststufe erfolgt sind. Er zählt also die aufzuzeichnenden Lastgänge. Die Anzahl der aufzuzeichnenden Belastungsgänge am Anfang einer Belastungsstufe ist beliebig, wird aber so gewählt, daß Belastungsstufen mit geringerer Anzahl von Belastungsgängen, beispielsweise zwei, ohne Abschalten des Schaltgerätes in die Aufzeichnung mit einbezogen werden können. Andernfalls bestünde die Gefahr, daß nach einem Laststufenwechsel das Schreibgerät so spät abgeschaltet würde, daß das zusätzliche Schaltgerät nicht mehr rechtzeitig genug in seine Ausgangsstellung zurückkehren könnte, um den neuen Laststufenübergang selbst und seine Zeichnungsaufnahme zu steuern. Hier wird man erfmdungsgemäß den Stufenübergang von den Abtastzählern unmittelbar steuern lassen. Das zusätzliche Schaltwerk und 'der ihm zugehörige Hilfsschaltzähler üben die ihnen zugewiesenen Funktionen im allgemeinen für alle Laststufen aus. Der Hilfsschaltzähler ist dabei für gewöhnlich auch nur auf eine Lastspielzwischenzahlkombination ausgelegt. In dem oben angeführten Beispiel war sie 2, 4.

Bild ι zeigt einen Kontrol'lschrieb eines sechsstufigen Belastungsprogrammes, das bei Langsamantrieb eines an und für sich mit Langsam- und mit Schnellantrieb ausgerüsteten 20-t-Pulsers auf genommen wurde. Über die dabei verwendeten Schnell- und Langsamantriebe sei hier nur so viel gesagt, daß sie grundsätzlich verschieden sind; während beim Schnellantrieb zwecks Erzielung verschieden hoher Belastungen die Drehzahl eines ^t0° Schwingungserregers verändert wird, ist beim Langsamantrieb der Hub einer in den Kraftverlauf eingeschalteten Feder zu steuern. Bei der Laststeuerung des Schnellantriebes handelt es sich um eine Anordnung mehrerer Kontakte, die wahlweise eingeschaltet, die im voraus'eingestellten Drehzahlen des Schwingungserregers herbeiführen, bei der Belastungssteueruriig des Langsamantriebes um eine durch den Wähler schrittweise vorwärts geschaltete Platte, vorzugsweise in ihrem Umlauf vorwärts geschaltete Kreisscheibe, mit in Ihrer Weite verstellbaren Blendenöffnungen, die nach Bedarf in ihrer Arbeitsstellung zwischen einer Fotozelle und einer Lichtquelle gebracht werden und auf diese Weise die Lastgrenzen fotoelektrisch festlegen. "5

Beiden Antrieben .wird vom Hilfsschaltzähler das Kommando zum Weiterschalten auf die nächste Belastungsstufe gegeben, sobald die an ihm vorein- ;estellten Zahlen der restlichen Lastgänge erreicht sind. · *2°

In besonders einfacher Weise wird man die Abtastzähler über schrittgeschaltete Kontaktarme und von diesen abgetastete, den voreingestellten Lastspielzahlen entsprechende Einzelkontakte den Erregungskreis eines (Dreh-) Wählers (Vorwählers) vorübergehend schließen lassen. Der damit aus-

gelöste Stromimpuls läßt die Schaltarme des obenerwähnten Vorwählers aus der Null- oder Ausgangsstellung auf Einzelkontakte fortschreiten, deren nunmehr geschlossene Stromkreise die Einschaltung des Schreibgerätes und die Inbetriebsetzung des Hilfsschaltzählers bewirken,

Auch als Hilfsschaltzähler wird man vorteilhaft einen Drehwähler benutzen. Indem dessen einer Kontaktarm schrittweise eine Bahn von Einzelkontakten abtastet, wird er über deren zwei, die im voraus festgelegt wurden, nacheinander den Antriebskreis der Lastgrenzensteuerung und erneut den Erregerkreis des Vorwählers schließen. Das hat dann zur Folge, daß die Kontaktarme eben dieses Vorwählers insofern in Null- oder Unterbrecher-Stellung laufen, als der Erregerkreis des Hilfsschaltzählers und der Stromkreis des Schreibgerätes unterbrochen wird. Ein zweiter Schaltarm des Hauptwählers kann gleichzeitig mit dem Fortschalten des ersten Armes auf einer durchgehenden Kontaktbahn geschaltet werden, über die dann mit dem Lauf des Vorwählers in Null- oder Unterbrecherstellung der Erregerkreis des Hauptwählers erneut geschlossen und der letztere damit in Ausgangsstellung zuückgeführt wird.

Weitere Einzelheiten der erfindungsgemäßen Steuer- und Schreibeeinrichtung für Belastungsinsbesondere Betriebsfestigkeitsversuche sind dem im Bild 2 schematisch wiedergegebenen Ausf ührungsbeispiel zu entnehmen. Dabei ist aber zu betonen, daß die Erfindung als solche nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt ist. Schaltungstechnische Einzelheiten der Einstell- und Abtastzähler bleiben dabei unberücksichtigt.

Die Schaltspule S_a des Abtastzählers A wird dabei von einem die einzelnen Lastgänge steuernden Impulsgeber G mit Stromstößen beschickt. Sobald sein Schaltarm α den Kontakt K_a erreicht hat, der der voreingestellten Lastspielzwischenzahl zugeordnet ist, fließt der Strom über die Relaisspule I und die durch einen Pfeil angedeutete Leitung. Damit werden die Schalter 1 und 1' geschlossen. Da der Schalter 2 von Anfang an geschlossen gehalten wird, erhält die Betätigungsspule s_h des Drehwählers B (zusätzliches Schaltwerk) einen Stromimpuls über die Relaisspule II. Dadurch schreiten die Schaltarme b und c je um einen Schritt weiter. Die über die Relaisspule II erfolgte Ausklinkung des Schalters 2 .geht kurz danach vor sich. Über den

5Q Arm b wird die Erregerspule s_c des Drehwählers (Hilfsschaltzählers) C an den Impulsgeber G geschaltet, während gleichzeitig durch den Arm c des Drehwählers B über den Kontakt 3 des Relais III das Schreibgerät S in Betrieb gesetzt wird. Durch die Impulse des Impulsgebers G gehen die Schaltarme d, e und f des Drehwählers C gleichzeitig schrittweise weiter. - Beim zweiten Schritt wird der Antriebsspule K der Lastgrenzensteuerung durch den Schaltarm ei über den Schaltarm g des weiteren Drehwählers D Strom zugeführt, wodurch dann beispielsweise die schon weiter oben erwähnte Steuerscheibe auf die nächste Belastungsgrenze weitergeschaltet wird. Während dieses Vorganges schließt sich der Kontakt k und läßt wie üblich den Stufenwähler E der eigentlichen ursprünglichen Steuereinrichtung auf die bereits im voraus eingestellten Lastspielzahlen der nächsten Belastungsstufe weiterschalten. Gleichzeitig erhält die Betätigungsspule s_d des Drehwählers D über die Kontakte 4 und 4/ des Relais IV und über den Kontakt 5 des Relais V Strom, wodurch die Schaltarme g und h des Drehwählers D um einen Schritt weitergehen. Dabei sind die Schaltvorgänge zur Strombesehickung der Spule ^₁/- die gleichen wie oben bei der Spule s_b. In weiterer Folge sind die Stromzufuhr zum Antrieb K durch den Schaltarm g unterbrochen und die nicht näher wiedergegebene Steuerscheibe stillgesetzt. Hat bei der Zählung der Drehwähler C seinen dritten Schritt ausgeführt, so werden über die Schaltarme h und e der Betätigungsspule s_d des Drehwählers D rasch aufeinander folgende Stromimpulse vom Unterbrecher RU zugeführt. Dadurch gelangt der Drehwähler D mit seinen Schaltarmen g und h in seine Ausgangsstellung zurück. Beim sechsten Schritt des Drehwählers C wird wieder der Stromkreis der Spule s_b geschlossen und damit der Drehwähler B vom Schaltarm d weitergeschaltet. Durch die neue Stellung vom Schaltarm d des Drehwähler« B erhält die Betätigungsspule s_c des Drehwählers C über dessen Schaltarm f Stromimpulse vom Unterbrecher RU₁ so daß' der Wähler C selbst in seine Nullstellung zurückläuft; während gleichzeitig vom Schaltarm c das Schreibgerät außer Betrieb gesetzt wird, wird es von dem Schaltgerät zur nächsten Aufzeichnung wieder eingeschaltet. Die vom Schaltarm d des Drehwählers D überstrichenen beiden leitungsverbundenen Einzelkontakte können entsprechend den Lastspielzwischenzahlen gewählt werden. Der Klemmenanschluß m gibt die Möglichkeit, Belastungsstufen mit einer geringen Anzahl von Belastungsvorgängen während des Schreibvorganges einzustreuen.

Die erfindungsgemäße Steuer- und Schreibeinrichtung läßt sich nicht nur auf mechanische, sondern ebenso gut auch auf temperaturelektrische und ähnliche Belastungen anwenden.

Claims (9)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   I. Einrichtung zur selbsttätigen Steuerung von Belastungs-, insbesondere Betriebsfestigkeitsversuchen mit elektrischen Zählern zur Voreinstellung vonbestimmtenLastgrenzen zuzuordnenden Lastspielzahlen und elektrischen Zählern ^1J5 zur Abtastung der Einstellzähler und mittelbaren Schaltung der Lastgrenzen, gekennzeichnet durch ein zusätzliches Schaltwerk, das von den Abtastzählern nach Erreichung einer an den Einstellzählern voreingestellten und von der mit einer bestimmten Lastspanne zu fahrenden Last-■spielzahl nach unten abweichenden Lastspielzwischenzahl erregt, ein den Lastgang aufzeichnendes Schreibgerät einschaltet sowie einen ihm zugehörigen Hilfsschaltzähler zum Anlauf bringt, der das Fahren der restlichen Lastgänge

   der einen und der ersten Lastgänge der nachfolgenden Laststufe steuert, auf die nächste Lastgrenze umschaltet und nach Ablauf der von ihm insgesamt gesteuerten Lastgänge das Schreibgerät abschaltet.
2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastzähler über schrittgeschaltete Kontaktarme und von diesen abgetastete, den voreingestellten Lastspielzahlen entsprechende Einzelkontakte den Erregungskreis eines (Dreh-)Wählers (Vorwählers) vorübergehend schließen, damit dessen eine Einzelkontakt-Kontaktarm-Kombination¹ auf Einschaltung des Schreibgeräts und dessen andere ähnliche Kombination auf Inbetriebsetzung des Hilfsschaltzählers schaltend.
3. 3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch einen Hilfsschaltzähler in Gestalt eines (Dreh-)Wählers (Hauptwählers), dessen einer Kontaktarm über vorbestimmte Einzelkontakte nacheinander den Antriebskreis der Lastgrenzensteuerung und erneut den Erregerkreis des Vorwählers schließt, so daß dessen Kontaktarme in Null- oder Unterbrecherstellung für den Erregerkreis des Hilfsschaltzählers und für den Stromkreis des Schreibgeräts laufen.
4. 4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein zweiter Kontaktarm des als Hilfsschaltzähler benutzten (Dreh-) Wählers auf eine durchgehende Kontaktbahn, schaltbar ist, so über diese und mit dem Lauf des Vorwählers in Nullstellung den Erregerkreis des Hilfsschaltzählers erneut, und zwar auf dessen Rückführung in Nullstellung schließend,"
5. 5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der dazu vorbestimmte Einzelkontakt des Hauptwählers den Antriebskreis der Lastgrenzensteuerung über die in

   Nullstellung befindliche Einzelkontakt-Kontaktarm-Kombination eines dritten (Dreh-) Wählers (Nachwählers) schließt, damit vorübergehend die Trennung des Erregerkreises dieses Wählers aufhebend und ihn auf öffnung des Laststeuerungantriebskreises schaltend. +5
6. 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die vorübergehende Schließung des Nachwählererregungskreises einen zweiten Arm des Nachwählers auf eine durchgehende Kontaktbahn schaltet, über die und

   ' einen vorbestimmten Einzelkontakt einer zweiten Einzelkontakt-Kontaktarm-Kombination des Hauptwählers der Erregerkreis des Nachwählers, und zwar auf dessen Rückführung in Nullstellung geschlossen wird.
7. 7. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ausbildung des Hilfsschaltzählers derart, daß die an ihm einzustellenden Lastspielzahlen der neuen Laststufe so wählbar sind, daß Belastungsstufen mit einer geringen Anzahl von Belastungsgängen, beispielsweise zwei, ohne Abschaltung des Schreibgeräts vollständig in die Aufzeichnung mit einbezogen werden.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß bei ohne Abschaltung des Schreibgeräts durchfahrenen Laststufen die Lastgrenzensteuerung unmittelbar von den Abtastzählern geschaltet wird.
9. 9. Einrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Abtastzählern vorgesehene und mit dem elektrischen Antrieb der Lastgrenzensteuerung unmittelbar über die Einzelkoniakt-Kontaktarm-Kombination des Nachwählers verbundene Kontakte solchen Lastspielzahlen zugeordnet sind, innerhalb deren Laststufenfahrzeit das einmal ausgelöste zusätzliche Schaltwerk infolge seiner Trägheit nicht mehr in seine Ausgangsstellung zurückkehren kann.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

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