DE8902058U1 - Prüfeinrichtung für Schwingprüfmaschinen zur Ermittlung der Zug-Druck-Schwingfestigkeit metallischer Werkstoffproben unter gleichzeitiger kontrollierter elektrochemischer Korrosion - Google Patents
Prüfeinrichtung für Schwingprüfmaschinen zur Ermittlung der Zug-Druck-Schwingfestigkeit metallischer Werkstoffproben unter gleichzeitiger kontrollierter elektrochemischer KorrosionInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung für Zug-Druck-Schwingprüfmaschinen
sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Ausfuhrung zur Ermittlung der Zug-Druck*Schwingfestigkeit
metallischer Werkstoffe unter gleichzeitiger, kontrollierter elektrochemischer Korrosion. Die Einrichtung
besteht aus einer Korrosionskammer mit Durchführungen für
die Einspannvorrichtungen der Probe bzw. für die Probe selbst, für
das flüssige Korrosionsmittel, für die Bezugselektrode und Gegenelektrode sowie aus einem Heizmantel mit Durchfuhrungen für
Zu- und Ableitung der Heizflüssigkeit. Weiterhin besteht
die Einrichtung aus mechanischen Einspannvorrichtungen zum Einspannen von Proben, die mit entsprechendem Adapter an jeder Universal- bzw. Schwingprüfmaschine zentriert angeflanscht werden können.
die Einrichtung aus mechanischen Einspannvorrichtungen zum Einspannen von Proben, die mit entsprechendem Adapter an jeder Universal- bzw. Schwingprüfmaschine zentriert angeflanscht werden können.
Es ist bekannt , daß die Schwingfestigkeit metallischer Werkstofre unter korrosiver Beanspruchung deutlich abnimmt.
Aufgrund der Zeitabhängigkeit der Korrosionsvorgänge kann bei Schwingfestigkeiteuntersuchungen eine Dauerfestigkeit im eigentlichen
Sinn nicht ermittelt werden.
Die im Schrifttum vorgestellten Korrosionskammern zur elektrochemischen
Korrosion von Zug-Druck-Schwingproben sind zumeist aus einem metallischen Werkstoff mit einer beschichteten Oberfläche
oder aber aus dem gleichen Werkstoff wie die Probe selbst . Bei Kammern mit beschichteter Oberfläche ergibt sich der Nachteil, daß
beim unbemerkten Auftreten eines Risses in der Beschichtung die Strumdichte-Potentialmessungen verfälscht werden und keine reproduzierbaren
Meßergebnisse zu erreichen sind. Bei metallischen Kammern ohne Schutzschicht sind diese Messungen schon zu
Varsuchsbeginn verfälscht, da die Oberfläche der Korrosionskammer
die Potentialmessungen beeinflußt. Weiterhin ist aufgrund des korrosiven Angriffes die Lebensdauer der Kammer beschränkt.
A. Leidig: Schwingungsrißkorrosionsverhalten des Chromstahls
X 20 Cr 13 in chloridhaltigen Medien bei Temperaturen bis 2000C
Dr.-ing.-Diss., München 1576
Dr.-ing.-Diss., München 1576
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Werkstoffkunde und Mechanische Technologie · Ufjversjtät jW&isjtfrstaujerrf "I
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Die Prüfkammern sind weiterhin in aller Regel aus metallischen Werkstoffen hergestellt und somit nicht transparent.
Das Korrosionsmedium wird zumeist außerhalb der Korrosionskamraer erhitzt und in einem Kreislauf wieder zugeführt, wodurch die an
der Probe entstehenden Korrosionsprodukte aus der Kammer entfernt werden.
Die im Schrifttum angegebenen Prüfeinrichtungen zur Aufbringung
des Korrosionsmediuras auf die Probe sind nicht in der Lage die nachfolgenden Anforderungen in hinreichendem Maße zu erfüllen.
Ziel der Erfindung ist es, eine Zusatzeinheit für Prüfmaschinen
zu schaffen, die eine Schwingfestigkeitsprufung metallischer Werksotffe unter gleichzeitiger korrosiver Beanspruchung
durch einen Elektrolyten gestattet und zugleich Messungen des elektrochemischen Potentials oder die Durchführung
&ngr; von potentiostatischen oder galvanischen Halteversuchen wahrend
;' des Versuchsablaufs ermöglicht. Hierbei dürfen weder die Heizvorrichtung
oder der Temperaturfühler noch die Kammer selbst durch das korrosive Medium geschädigt werden. Weiterhin dürfen die
'4 Stroradichte-Potentialmessungen nicht durch elektrische oder
; magnetische Felder, wie sie beispielsweise bei der Erwärmung der
; Probe durch Induktion, durch direkten Stromdurchgang oder durch Heizdrähte entstehen, verfälscht werden.
Ferner uull für einen Versuch eine möglichst geringe Menge an
Korrosionsmedium benötigt werden, die im Prüfraum selbst
aufgeheizt und auf eine bestimmte konstante Temperatur eingeregelt wird. Wegen seiner Aggressivität darf es zudem nicht in die
Umgebung entweichen, zumal dadurch die Versuchsergebnisse verfälscht würden. Weiterhin soll die zu untersuchende Probe auf
einfache Weise spielfrei einzuspannen und zu zentrieren sein. Die Korrosionskammer soll zu Beobachtung der Probe während dee
Versuchs transparent sein.
&igr; Um Meßverfälschungen bei der Kraftmessung zu vermeiden und um die
auf die. Kammer einwirkenden mechanischen Belastungen zu
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reduzieren, ist auf der Krafteinleitungsseite eine Dehnungsentkoppelung
vorzusehen. Zur Vermeidung von Querschwingungen soll die Korrosionskammer seitlich geführt sein. Eine solche Führung
sollte zudem das Eigengewicht der Kammer aufnehmen und so bei horizontalem Einbau eine zusätzliche Biegebelastung der Probe
verhindern.
Zur Lösung der gestellten Anforderungen schlägt die
Erfindung vor, das Korrosionsmedium und die Probe (1) in einer doppelwandigen Korrosionskammer (17) mittels eines mit Heizfiüssiciksit
durchströiüteri Hsizissritels (14) ?u tePi^^'ieref1- wnhei
das Heizmedium seinerseits extern in einem Thermostaten erhitzt wird und dem Heizmantel über die Durchführungen (15, 16) zu- bzw.
abgeleitet wird. Da die in einem Versuch benötigte Menge an Korrosionsmedium sehr klein ist, entsteht während des Versuchsablaufs in diesem Medium eine hohe Konzentration der
Korrosionsprodukte, wodurch die in realen Bauteilen auftretende Schwingungsrißkorrosion sehr gut nachgebildet wird.
Die Korrosionskammer selbst ist eine doppelwandig ausgeführte
Klebekonstruktion. Bis auf einige Einzelteile , die aufgrund eines besonderen Anforderungsprofils aus einem anderen Werkstoff bestehen,
ist die Korrosionskammer aus dem Kunststoff PoIysethylsssthacrylat
gefertigt= Pieser Kunststoff zeichnet sich neben
seiner Transparenz sowie seiner guten mechanischen Bearbeitbarkeit und Fügbarkeit durch ausreichende chemische Beständigkeit und
thermische Beständigkeit (Formstabilität) aus. Da der Werkstoff bei der maximalen Versuchsteraperatur von 800C an Stellen erhöhter
mechanischer Beanspruchung, wie sie bei Schraubengewinden vorkommt, zum Fließen neigt, greifen die Schrauben (7). die die
Anpresskräfte der Dichtung (S) übertragen, in einen geteilten
Versteifungsring aus Aluminium (9) ein. Auch der Deckel (10) wird
durch den Spannring (11) und die daraus resultierende Kerbspannung hoch belastet und ist daher aus dem elastischeren und kerbspannungsnuriempfindlicheren
Werkstoff Polytetrafluorethylen ausgeführt
.
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Um eine Schwingbeanspruchung der Korrosionskammer zu verhindern,
ist die Korrosionskammer auf der Krafteinleitungsseite über einen Kunst jtoff-Faltenbalg (5) zur Umgebung hin abgedichtet, der eine
geringe axiale Steifigkeit besitzt und dadurch die oszillierende bewegung der Probeneinspannung aufnimmt. Zur Vermeidung von
Querschwingungen und zur Aufnahme des Eigengewichts ist die
Korrosionskammer auf beiden Seiten geführt (12).
Die Probe (1) wird über die Einspannungen (2) angeflanscht wobei die Kontermuttern (3) eine spielfreie Einspannung ermöglichen, die
für Zug-Druck-Wechselfestigkeitsuntersuchungen notwendig 1st. Die
Probe wird hierbei über entsprechende Passungsflächen, die sich an
den Probensnden und den Einspannungen befinden, zentriert. Diese
Art der Einspannung gestattet eine einfache Probenform und einen schnellen Probenwechsel.
Zur Stromdichte-Potentialmessung sind drei Elektroden in der Korrosionskammer erforderlich. Die Probe selbst stellt die Arbeitselektrode
dar. die zum Spannungsabgriff mit einem Kupferring (4) umgeben ist. Ihr Potential wird gegen das einer Bezugelektrode
gemessen, die in einer Haber-Luggin-Kapillare geführt ist. Zu ihrer genaueren Positionierung ist ihr Sitz (13) um 30° gegenüber
der Kammervertikalen geneigt. Die Gegenelektrode prägt der Arbeitselektrode ein bestimmtes Potential auf; sie ist als Platinnetz
ausgeführt, das die Probe zylindrisch umgibt und die Ausbildung eines radialsymmetrischen Feldes ermöglicht. Die Positionierung
der Gegenelektrode übernimmt ein Glaszylinder (6), in dessen Innenbohrung sich gleichzeitig ein Thermoelement zur
Messung der Elektrolyttemperatur befindet, das als Meßfühler für die Steuerung des Heizflüssigkeitsthermostaten dient.
Alle neuen in der Beschreibung und/oder Zeichung offenbarten Einzel- oder Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich
angesehen.
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Claims (9)
1. Prüfeinrichtung für Zug-Druck-Schwingprüfmaschine, sowohl in
horizontaler als auch in vertikaler Ausführung, zur Ermittlung
der Zug-Druck-Schwingfestigkeit metallischer Werkstoffe unter gleichzeitiger, kontrollierter elektrochemischer Korrosion, dadurch
gekennzeichnet, daß die Korrosionskammer (17) doppelwandig mit einem zylindrisch angeordneten Heizmantel (14) ausgeführt
ist.
2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Kammer durch einen geteilten Ring (9) versteift ist, in den die Schrauben (7) eingreifen.
3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe (1) auf der Schwingkrafteinleitungsseite durch einen
Faltenbalg (5) geringer Steifigkeit mit der Korrosionskammer verbunden ist.
4. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum spielfreien Einspannen der Probe (1) beidseitig Einspannungen
(2) mit metrischen Gewinden und Kontermuttern (3) und zum Zentrieren der Probe (1 ) in den Einspannungen (2) und
an den Probenenden Passungsflächen angeordnet sind.
5. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet t daß an
der Probe (1) zur Spannungsabnahme ein geteilter Kupferring {4}
befestigt ist.
6. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß zur genauen Positionierung der Haber-Luggin-Kapillare ihr Sitz
um 30° gegenüber der Kammervertikalen geneigt ist.
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Werkstoffkunde und Mechanische Technologie Ur/fvdr&jtät ; to4iJ4r&tai(terr( '' J Blatt
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7. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß nur Positionierung der Gegenelektrode In der Korrosionskammer
ein Glaszylinder (6) angeordnet ist, der eine Innenbohrung zur Aufnahme des Thermoelements besitzt.
8. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Korrosionskammer Durchführungen für die beiden Probenenden
(1), für die Bezugselektrode und die Gegenelektrode sowie zum Einfüllen des Korrosionsmittels besitzt.
9. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
dsr Prüfraum gegenüber der Umgebung vollkommen abgedichtet ist.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE8902058U DE8902058U1 (de) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | Prüfeinrichtung für Schwingprüfmaschinen zur Ermittlung der Zug-Druck-Schwingfestigkeit metallischer Werkstoffproben unter gleichzeitiger kontrollierter elektrochemischer Korrosion |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE8902058U DE8902058U1 (de) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | Prüfeinrichtung für Schwingprüfmaschinen zur Ermittlung der Zug-Druck-Schwingfestigkeit metallischer Werkstoffproben unter gleichzeitiger kontrollierter elektrochemischer Korrosion |
Publications (1)
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| DE8902058U1 true DE8902058U1 (de) | 1989-06-08 |
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ID=6836277
Family Applications (1)
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| Country | Link |
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| DE (1) | DE8902058U1 (de) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19905283C1 (de) * | 1999-02-03 | 2001-09-27 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Ermittlung der Dauerfestigkeit einer korrosionsanfälligen Verbindung |
| DE10122797A1 (de) * | 2001-05-11 | 2002-12-12 | Audi Ag | Vorrichtung zum Prüfen eines Bauteiles |
-
1989
- 1989-02-22 DE DE8902058U patent/DE8902058U1/de not_active Expired
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19905283C1 (de) * | 1999-02-03 | 2001-09-27 | Daimler Chrysler Ag | Verfahren zur Ermittlung der Dauerfestigkeit einer korrosionsanfälligen Verbindung |
| DE19963313B4 (de) * | 1999-02-03 | 2007-07-26 | Daimlerchrysler Rail Systems Gmbh | Verfahren zur Ermittlung der Dauerfestigkeit einer korrosionsanfälligen Verbindung |
| DE10122797A1 (de) * | 2001-05-11 | 2002-12-12 | Audi Ag | Vorrichtung zum Prüfen eines Bauteiles |
| DE10122797B4 (de) * | 2001-05-11 | 2012-01-05 | Audi Ag | Vorrichtung zum Prüfen eines Bauteiles |
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