DE890876C - Dynamische Werkstoffpruefmaschine - Google Patents

Description

• Dynamische Werkstoffprüfmaschine Die üblichen Dauerprüfmaschinen, sogenannte Pulser, von denen Fig. I der Zeichnung ein Beispiel schematisch veranschaulicht, bestehen aus einer Schwingfe der I zur Übertragung wechselnder Lasten und einer Vorspannfeder 2 mit Einstellspindel zum Aufbringen der Vorlast. 3 ist das Probestück zwischen den Einspannköpfen 4 und 5, 6 der Kraftmesser, 7 der Antriebsmotor mit den rotierenden Unwuchten 7' und 41 das Bett der Maschine. Sobald das Probestück unter der wechselnden Last nachgibt und Hubbewegungen ausführt, er'hält die Vorspannfeder eine zusätzliche dynamische Beanspruchung, die sich ihrer statischen Beanspruchung überlagert. Damit diese Zusatzbeanspruchung gering bleibt, muß die Federkow stante der Vorspannfeder niedrig gewählt werden.
• Daraus ergeben sich sehr große Vorspannfedern, denn ihr Volumen wächst wie der Quotient P2/c, wenn P die höchste aufgebrachte Last und c die Federkonstante der VorspannfEder bedeuten. Fast die halbe Masse der Vorspannfedern ist aber der schwingenden Nasse am Vorspannkopf zuzurechnen. Infolgedessen sinkt die Betriebsfrequenz der Pulser erheblich, sobald man größere Vorspannf@dern benutzt. Große Eigenmasse der Vorspannfeder bringt außerdem die Gefahr mit sich, daß transversale oder longitudinale Eigenschwingungen innerhalb der Vorspannfeder selbst auftreten. Durch bekannte Rechnung läßt sich nachweisen, daß Zug-Druck-Pulser für mehr als Io mm Hub und mehr als 1000 Lastspiele in der Minute nicht mehr in der bisherigen Pulserbauart nach Fig. I ausgeführt werden können.
• Um auch bei höheren minutlichen Lastspiel zahlen genügende Vorspannkräfte und bei Hubbewegungen der Proben große Verformungen aufbringen zu können, schlägt die Erfindung vor, zwischen Vorspannfeder 2 und Einspannkopf 5 der Probe 3 einen Ubertragungshebel 10 einzuschalten, wie Fig. 2 zeigt. Die Vorspannfeder 2 kann mit dem Hebel 10 gelenkig verbunden und durch die Spindel 44 einstellbar sein. Die übrigen Teile der Maschine nach Fig. 2 gleichen denen der Fig. I und tragen dieselben Bezugsziffern. Bereits bei einem Übersetzungsverhältnis von 1 : 2 des Hebels 10 darf die Vorspannfeder bei gleicher Wirkung die vierfache Federkonstante erhalten. Die Wirkung der Eigeninassen reduziert sich durch das Übertragungsverhältnis etwa auf den vierten Teil, und die Frequenz der Eigenschwingungen in der Feder steigt ungefähr auf das Doppelte. Das Volumen, das die Vorspannfeder einnimmt, ändert sich durch den Übertragungshebel nicht, denn der Wert des Produktes P2/c, das der aufgespeicherten Energie entspricht, bleibt unverändert.
• Aus konstruktiven Erfordernissen oder Platzgründen bietet es in manchen Fällen Vorteile, an Stelle von Zug-Druck-Federn erfindungs gemäß Torsionsfedern zu verwenden, z. B. schraubengangförmige Torsionsfedern 15 gemäß Abb. 3 und 4, die wegen der Art ihrer Beanspruchung auch gewundene Biegefedern genannt werden. Solche Federn verbindet man zweckmäßigerweise derart mit dem Übertragungshebel II, daß die Achse der Torsionsfeder, wie bei einer Mausefallenfeder, mit der Schwingachse des Hebels zusammenfällt (vgl.
• Fig. 5 und 6). Vorausgesetzt, daß die Torsionsfeder steif genug ist, dann kann der Hebel II ohne besonderen Drehpunkt über die Tors ions feder selbst an deren Einspannenden abgestützt werden.
• Gemäß Fig. 5 und 6 (Seitenansicht und Achsenlängsschnitt) sind zwei Torsionsvorspannfedern 24 und 25 mitsamt ihren Spannflanschen33,33' und 34, 34' durch spanabahebende Bearbeitung aus dem Vollen gestaltet. Sie nehmen den Xbertragungshebel 23 zwischen sich. Dieser Hebel ist, wie Fig. 5 erkennen läßt, einerseits mit dem Einspannkopf 5 der Maschine, andererseits mit der in Walzenlagern im Maschinenbett 41 drehbaren Welle 28 fest verbunden.
• Die beiden Torsionsfedern sind mit Spannflanschen 33' bzw. 34' am Hebel 23 und mit Spannflanschen 33 bzw. 34 an Hebeln 27 bzw. 26 bei festigt. Die Welle 28 verläuft vorzugsweise in der gemeinsamen Torsionsachse der Federn 24 und 25.
• Wenn die Torsionsfedern hart genug sind, so kann der Hebel 23 unmittelbar mit den Federenden verbunden und von ihnen schwenkbar getragen werden; eine Drehwelle 28 ist dann unnötig. Die anderen Enden der Hebel 26 und 27 sind mit der Einstellspindel 44 am Maschinenhett 41 mit Hilfe der Drehzapfen30 bzw. 29 sowie einem Bügel 31 verhunden.
• Vorspannung läßt sich in den Einrichtungen gemäß den Fig. 2 bis 6 dadurch aufbringen, daß auf die diesbezüglichen Federn eine Kraft eingeleitet wird.
• Dies kann z. B. in der Weise geschehen, daß bei der Einrichtung nach Fig. 2 die Spindel 44 oder, wenn sie fehlt, der Hebelfußpunkt 20 verstellt wird.
• Bei den Torsionsfedern gemäß Abb. 3 und 4 verschiebt man die vom Übertragungshehel Ii abgewandten Federenden 15a. In der Einrichtung nach Fig. 5 und 6 können entweder Spannflanschen der Federn 24 und 25 verdreht oder die äußeren Federenden in Richtung der gemeinsamen Federlängsachse verstellt werden.

Claims (4)

1. P A T E N T A N S P R Ü C H E : I. Dynamische Werkstoffprüfmaschine zur gleichzeitigen Erzeugung sowohl statischer wie auch dynamischer Beanspruchung an Probestücken, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannfeder für die statische Vorlast vermittels eines Übertragungshebels an der Belastungsachse des Probestückes (3) angreift.
2. 2. Maschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannfeder als Zug-Druck-Schraubenfeder (2) ausgebildet ist, die z. B. gelenkig an einem Übersetzungshebel (IO) angreift.
3. 3. Maschine nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannfeder als Torsionsfeder ausgebildet ist, deren Achse mit der Drehachse des Übertragungshebels (II bzw.

   23) zusammenfällt.
4. 4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 und 2 mit Vorspannfedern, die einschließlich etwaiger Spannflanschen, z. B. durch spanabhebende Bearbeitung, aus dem Vollen herausgearbeitet sind (Abb. 6).