-
Werkstoffprüfmaschine für hohe Druck- oder Zugbelastungen
Zur Untersuchung
der Werkstoffe auf ihre Festigkeitseigenschaften dienen im allgemeinen Härteprüfverfahren,
bei denen Diamantspitzen oder gehärtete Stahlkugeln in das Prüfstück eingedrückt
werden. Die Breite oder Tiefe der hervorgerufenen Eindrücke werden ausgemessen und
lassen die Härteeigenschaften des zu prüfenden Werkstoffes erkennen. Die bisher
zur Verwendung kommenden Prüfgeräte setzen den Werkstoff während des Prüfvorganges
über das Prüfwerkzeug unter Spannung, meistens unter Einschaltung eines Hebelsystems
oder durch eine Feder. Da diese Prüfspannung zum Teil eine beachtliche Höhe besitzt,
tritt bei Wirksamwerden derselben fast regelmäßig ein Setzen des zu prüfenden Werkstoffes
ein, da ein geringes Spiel zwischen Werkstück und Auflagefläche sich nicht vermeiden
läßt, insbesondere dann nicht, wenn die Oberfläche nicht absolut plan geschliffen
ist. Da durch die Prüfspannung die weniger widerstandsfähigen Zwischenschichten
zusammengedrückt werden, kommen in die Messungen bleibende Formänderungen mit hinein,
die mit dem für die Beurteilung der Werkstoffeigenschaften erzeugten Eindruck nichts
zu tun haben, aber trotzdem auf die Prüfergebnisse einen großen Einfluß besitzen.
-
Um aber dennoch eine genaue Kenntnis über den Werkstoff zu erhalten,
ging man dazu über, aus einer größeren Anzahl von Eindrücken das Mittel zu nehmen.
Doch auch hierbei lassen sich Unstimmigkeiten nicht vermeiden, da für jeden neuen
Eindruck
die Lage des Prüfstüdees geändert werden muß, wodurch die Fehler sich in der Regel
wiederholen.
-
Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, den Prüfling vor der Prüfung
mit einer gewissen Vorlast zu belasten. Letztere soll die durch das Vorhandensein
von Graten, Staubteilchen u. a. Ober-Hächenunebenheiten des Prüflings entstehende
Aleßfehler beseitigen. Die Vorspannung wird so gestaltet, daß eine elastische Formänderung
des Älaschinengestells vor der Messung vorgenommen wird. Es ist jedoch nicht möglich,
die Meßfehler sveitgehend zu beseitigen, weil während des Prüfs-organges die Vorspannung
und die Prüflast in einer Richtung wirken. Beide zusammen ergeben Unterschiede in
den SIeßergebnissen trotz vorhandener Vorspannung.
-
Durch den Erfindungsgegenstand wird nun eine Werkstoffprüfmaschine
vorgeschlagen. durch welche die bisher unvermeidlichen Fehler völlig ausgeschaltet
werden. Bei der Durchführung genauester Werkstoffprüfungen durch Druck- oder Zugbelastung
von Prüflingen wird das Neue illsbesondere darin gesehen, daß durch die gesamte
in der Prüfeinrichtung verfügbare Last das Gehäuse der Einrichtung ständig unter
Spannung gehalten wird und die für die Prüfung notwendige geringere Belastung während
des Prüfvorgangs auf den Prüfling übertragen wird, ohne daß die Spannung im Gehäuse
eine Veränderung erleidet.
-
Der Gegenstand der Erfindung ist in der Zeichnung in einer beispielsweisen
Ausführungsform dargestellt. und zwar zeigt Abb. I eine Seitenansicht, teilweise
im Schnitt, Abb. 2 eine Vorderansicht der Abb. I, Abb. 3 eine teilweise Seitenansicht,
in der die entsprechenden Teile des Hebelsystems fortgelassen sind.
-
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, befindet sich an jeder Seite des
Gehäuses a eine Wange b. Jede Wange ist am Fuß des Gehäuses a befestigt, und zwar
derart, daß sie sich in ihrer gesamten Länge und Breite entlang der Gehäusewandung
a frei erstreckt. Zwischen den beiden Wangen sind im oberen Teil des Gehäuses zwei
voneinander unabgängige Hebelsysteme c und i angeordnet. An dem Hebelsystem c befindet
sich ein Gehäuse d, das die Last e trägt. Während der Drehpunkt f in einer Pfanne
des Gehäuses a liegt, befindet sich das Widerlager des Hebels c auf einem Kopf g.
-
Letzterer ruht mit seinen Schenkeln in einer Nut der beiden Wangen
b. Zweckmäßigerweise kann am unteren Ende des Gehänges d eine Oldämpfungh zur Vermeidung
von Stößen angeordnet sein.
-
Unterhalb des Hebels c befindet sich ein weiterer Hebel i. Hieran
wirkt die Prüflast j. Während der Drehpunkt des Hebels i ebenfalls in dem Gehäuse
a liegt, ruht das Widerlager des Hebels i auf dem Prüfwerkzeug k.
-
Der zu prüfende Gegenstand wird mit Hilfe der Spindel I zunächst
unter den Lastkopf g gefahren.
-
Während das Prüfwerkzeug k nach oben wandert, wird allmählich die
gesamte, sich an dem Hebelarm c befindliche Last auf dem zu prüfenden Gegenstand
ruhen. Nach Erreichen der Gesamtspannung wird der Kopf g mit seinen beiden Schenkeln
von - den -Auflageflächen der Wangen b abgehoben und liegt nun einerseits gegen
das Gehäuse und andererseits gegen das Prüfstück. Durch Heben der Gesamtlast wandert
auch die eine bestimmte Prüflast abgreifende Kupplung s; in die Höhe, um beim Absinken
der Gesamtlast die Prüflast an das Hebelsystem i anzuklinken, während die Restlast
durch die Öl dämpfung h gebremst, langsam in ihre Ausgangsstellung zurückfährt,
während vor der Prüfung die gesamte Last auf dem Lastkopf g wirkte, wurde durch
Drehen der Spindel I die Last von den Auflageflächen der Wangen abgehoben und wirkte
über dem Lastkopf g direkt auf den zu prüfenden Gegenstand. Das in dem Lastkopf
verschiebbar angeordnete Prüfwerkzeug k war durch Verdrehen der Spindel I gleichfalls
nach oben gewandert und hatte den Hebel i angehoben. Durch den Prüfvorgang wechselt
die Prüflast von dem Hebel c auf den Hebel i iiber und erzeugte über das Prüfwerkzeug
k den für die Prüfung erforderlichen Eindruck. Die bei Beendigung der Prüfdauer
erneut ansteigende Restlast vereinigt sich mit der Prüflast, kuppelt diese bei Erreichen
der Vorlast aus und wandert in ihre Ausgangsstellung zurück.
-
Der Hebel i ist wieder entlastet und liegt nur noch mit der zur Ausmessung
erforderlichen Vorlast auf dem Prüfwerkzeug auf. Da die Gesamtlast wieder an dem
Hebelsystem c hängt und über dem Lastkopf g auf dem zu prüfenden Gegenstand wirksam
ist, kann die Ausmessung des Prüfeindruckes unter Einwirkung der Gesamtspannung
vorgenommen werden. Durch Zurückdrehen der Spindel I folgt der Lastkopf so weit,
bis seine Schenkel wieder in den Nuten der Wangen b aufliegen und die Last von dem
Prüfstück gewichen ist.
-
Da die beiden Hebel systeme c und i einen Drehpunkt am Gehäuse a
besitzen und auf. dem Lastkopf g bzw. Prüfwerkzeug k als Widerlager wirken, wird
das Gehäuse der Vorrichtung durch die gesamte in der Prüfvorrichtung verfügbare
Last ständig unter Spannung gehalten. Vor jeder Prüfung wird zunächst die von der
gesamten Last erzeugte Spannung von den Wangen auf das zu prüfende Stück aufgebracht,
und es bekommen alle Auflageflächen einen hohen Anpreßdruck, wodurch ein Nachgeben
bei dem eigentlichen Prüfvorgang vermieden wird. Da aber die zur Prüfung erforderlichen
Kräfte dieser Spannung entnommen werden, wird der Spannungszustand im Gehäuse sowie
zwischen den Auflageflächen durch die Prüfung nicht verändert, so daß die ermittelten
Werte den tatsächlichen Werkstoffeigenschaften entsprechen und für die Beurteilung
des Werkstoffes nicht mehr eine größere Anzahl, sondern ein einziger Eindruck genügt.