DE967003C

DE967003C - Verfahren zur Messung statischer Druck- oder Biegekraefte an hydraulischen, zwei senkrecht stehende Arbeitszylinder aufweisenden Universal-Schwingpruefmaschinen unter Verwendung eines Pendelmanometers

Info

Publication number: DE967003C
Application number: DEM16528A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gerhard Riese
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1952-12-05
Filing date: 1952-12-05
Publication date: 1957-09-26

Description

Verfahren zur Messung statischer Druck- oder Biegekräfte an hydraulischen, zwei senkrecht stehende Arbeitszylinder aufweisenden Universal-Schwingprüfmaschinen unter Verwendung eines Pendelmanometers Die Werkstoffprüfung verwendet für die Durchführung statischer Zug-, Druck- und Biegeversuche fast ausschließlich hydraulisch arbeitende Universal-Prüfmaschinen, deren nach oben gerichteter Arbeitszylinder zur Kraftmessung mit einem Pendelmanometer in Verbindung steht. Zur Vornahme dynamischer Werltstoffprüfungen, bei denen neben Schwellkräften auch Wechselkrãfte erzeugt werden müssen, wurde die sogenannte Universal-Schwingprüfmaschine entwickelt, auf der sowohl die vorerwähnten statischen als auch die entsprechenden dynamischen Versuche durchgeführt werden können.
Bei hydraulisch arbeitenden Universal-Schwingprüfmaschinen wird das wegen seiner verschiedenen Meßbereiche sehr genau arbeitende und für alle statischen Versuche an Universal-Prüfmaschinen mit bestem Erfolg verwendete Pendelmanometer bisher nur für die Kraftmessung bei I statischen Zugversuchen benutzt, während für statische Druck- und Biegeversuche ein normales Federmanometer mit nur einem Meßbereich zur Anwendung kommt.
Der Grund hierfür liegt darin, daß die Universal-Schwingprüfmaschinen im Gegensatz zur Universal-P rüfmaschine mit zwei gegeneinander gerichteten Arbeitskolben ausgerüstet sind, von denen der nach oben wirkende für die Durchführung statischer Zugversuche verwendet wird, während der nach unten gerichtete Arbeitskolben statische Druck- und Biegebelastungen erzeugt. Infolge dieser Zweikolbenanordnung wirken die Gewichte der bewegten Maschinenteile - bestehend aus den beiden Arbeitskolben, der Zugtraverse, den Zugstangen und dem oberen Einspannkopf - bei Zugversuchen dem )ldruck im oberen Arbeitszylinder entgegen, während sie bei Druck- oder Biegeversuchen mit dem unteren Arbeitszylinder zum 01-druck addiert werden müssen. Es kann daher am Pendelmanometer keine Nulipunkteinstellung erfolgen, da die Gewichte der bewegten Maschinenteile nicht wie bei dem Zugversuch durch eine vom Drucköl erzeugte Vorspannung im Arbeitszylinder ausgeglichen werden können.
Das mit mehreren Meßbereichen ausgerüstete Pendelmanometer besitzt einen Meßzylinder, in dem ein Kolben von dem Druck in der Prüfmaschine abwärts bewegt wird. Die Kolbenbewegung wird durch eine Traverse und zwei Stahlbänder auf die Pendelachse und somit auf das mit Gewichten belastete Pendel übertragen. Zur Nullpunkteinstellung des Pendelmanometers wird beim Zugversuch eine Druckölvorspannung unter den oberen Arbeitskolben gegeben, die von einem Gewicht im Pendelmanometer wieder ausgeglichen wird. Das ist aber bei Druckversuchen, wie vorher erwähnt, nicht möglich.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, um auch bei Druckversuchen eine vom Drucköl erzeugte Vorspannung im unteren Zylinder der Universal - Sdiwingprüfmaschine zu erhalten, indem sie von einer doppelt so großen Vorspannung im oberen Arbeitszylinder abgezogen wird. Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß durch eine besondere Ölpumpe der Zylinder unter einem konstanten Druck gehalten wird, dessen Höhe dem doppelten Eigengewicht der bewegten Maschinenteile entspricht und der zur Hälfte vom Eigengewicht der bewegten Maschinenteile und zur Hälfte durch eine von der Prüfmaschinen-Ülpumpe im Druckzylinder erzeugte, durch das Ausgleichsgewicht im Pendelmanometer kompensierte Vorspannung aufgehoben wird, so daß das bei statischen Zugversuchen an den nach oben wirkenden Zugzylinder angeschlossene Pendelmanometer bei statischen Druck- und Biegeversuchen unverändert an den nach unten wirkenden Druckzylinder angeschlossen werden kann. Es kann also die wesentlich größere Meßgenauigkeit des vorhandenen Pendelmanometers von 1 1 °/o gegenüber einem normalen Federmanometer, das nur eine Meßgenauigkeit von + 30/0 besitzt, auch bei statischen Druck- oder Biegeversuchen an der Universal-Schwingprüfmaschine nutzbar gemacht werden.
Außerdem wird die zusätzliche Verwendung eines Federmanometers gespart.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt.
Die Universal-Schwingprüfmaschine I gestattet, Zug-, Druck- und Schwingungsversuche durchzuführen. Zu diesem Zweck ist sie mit zwei übereinander angeordneten Zylindern 2, 3 versehen, deren gegeneinander gerichtete Arbeitskolben 4, 5 einzeln oder gemeinsam über die Zugtraverse 6 und die Zugstangen 7 auf den oberen Einspannkopf 8 wifleen. Die für die Ausführung der Schwingungsversuche notwendigen Einrichtungen sind bis auf eine Nachfüllpumpe 9 für den Pulsator in der Zeichnung weggelassen, da sie für die Erfindung keine Bedeutung haben. Für die Durchführung der statischen Zug- und Druckversuche besitzt die Prüfmaschine eine Ölpumpe IO und ein Pendelmanometer II. Von der Ölpumpe IO führt über ein Belastongsventil I2 eine Leitung I3, 14 zum oberen Zylinder 2 und ein Abzweig 15 dieser Leitung zum unteren Zylinder 3. Das Leitungsstück 14 und die Leitung 15 sind mit je einem Umsteuerventil I6, I7 versehen und über eine Leitung I8 mit dem Pendelmanometer I I verbunden.
Vor Ausführung eines statischen Zugversuches, bei dem das Ventil 16 geöffnet und das Ventil 17 geschlossen ist, muß zur Nullpunkteinstellung des Pendelmanometers von der Pumpe IO durch Drucköl eine Vorspannung unter dem Kolben 4 erzeugt werden, die dem Gewicht der bewegten Maschinenteile, nämlich der Zugtraverse 6, der Zugstangen 7 und des oberen Einspanukopfes 8 entspricht. Diese Vorspannung wird durch das im Pendelmanometer vorhandene Ausgleichsgewicht 23 wieder kompensiert. Bei einem statischen Druck- oder Biegeversuch kann auf die gleiche Weise über dem unteren Kolben 5 zur Nullpunkteinstellung des Pendelmanometers keine Vorspannung erzeugt werden, da sich diese zu dem Gewicht der bewegten Maschinenteile addieren würde. Diese Vorspannung läßt sich aber nach der Erfindung auf andere Art erhalten.
Hierfür wird zweckmäßig eine der beiden an der Universal-Schwingprüfmaschine als Zusatzpumpen zum Pulsator vorhandenen Nachfüllpumpen verwendet. Eine solche Nachfüllpumpeg ist über ein Druckregelventil 19 und eine I,eitung 20 mit einem Abschlußventil 2I an den oberen Zylinder 2 angeschlossen, und sie hält den Kolben 4 unter einem konstanten Druck, der dem doppelten Eigengewicht der bewegten Maschinenteile 6, 7, 8 entspricht. Es kann jetzt bei geschlossenem Ventil I6 und offenem Ventil I7 von der Pumpe 10 im Zylinder 3 über dem Kolben 5 eine Vorspannung erzeugt werden. die gleich dem Gewicht der bewegten Maschinenteile ist und von dem Ausgleichsgewicht 23 im Pendelmanometer II kompensiert wird. Da dem Eigengewicht der bewegten Maschinenteile 6. 7, 8 nun der Druck im Zylinder 2 das Gleichgewicht hält, kann eine einwandfreie Nullpunkteinstellung am Pendelmanometer erfolgen.
Um dem Ol im oberen Zugzylinder 2 die Mög- lichkeit zu geben, beim schnellen Senken des oberen Einspannkopfes 8 ohne großen Druckanstieg zu entweichen, wird vorteilhaft in die Leitung 20 zwischen dem Druckregelventil 19 und dem Zylinder 2 noch ein fest eingestelltes Uberströmventil 22 eingebaut.

Claims

PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Messung statischer Druck-oder Biegekräfte an hydraulischen, zwei senkrecht stehende Arbeitszylinder aufweisenden Universal - Schwingprüfmaschinen unter Verwendung eines Pendelmanometers, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine besondere Ölpumpe (gj der Zugzylinder (2) unter einem konstanten Druck gehalten wird, dessen Ilöhe dem doppelten Eigengewicht der bewegten Maschinenteile (6, 7, 8) entspricht und der zur Hälfte vom Eigengewicht der bewegten Maschinenteile (6, 7, 8) und zur Hälfte durch eine von der Prüfmaschinen-Olpumpe (IO) im Druckzylinder (3) erzeugte, durch das Ausgleichsgewicht (23) im P.endelmanometer (II) kompensierte Vorspannung aufgehoben wird.
2. Verfahren nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß für die den Zugzyl-i!nder (2) unter einem konstanten Druck haltende ölpumpe (g) eine Nachfüllpumpe des für die Schwingversuche notwendigen Pulsators verwendet wird.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentanmeldung W 88650 IX/42k; schweizerische Patentschrift Nr. I54863; Prospekt der Mannheimer Maschinenfabrik NIohr u. Federhaff AG, Mannheim, Nr. 959, beh.

Federprüfmaschine FPD I5, 30.