WO2015185705A1 - Centrifugal-force-based testing device - Google Patents

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WO2015185705A1
WO2015185705A1 PCT/EP2015/062531 EP2015062531W WO2015185705A1 WO 2015185705 A1 WO2015185705 A1 WO 2015185705A1 EP 2015062531 W EP2015062531 W EP 2015062531W WO 2015185705 A1 WO2015185705 A1 WO 2015185705A1
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WO
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test
specimen
rotation
mass
axis
Prior art date
Application number
PCT/EP2015/062531
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German (de)
French (fr)
Inventor
Peter Kunow
Original Assignee
Kunow Electronic Gmbh
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Filing date
Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/16Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces applied through gearing
    • G01N3/165Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces applied through gearing generated by rotation, i.e. centrifugal force
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2203/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N2203/02Details not specific for a particular testing method
    • G01N2203/026Specifications of the specimen
    • G01N2203/0262Shape of the specimen
    • G01N2203/0278Thin specimens
    • G01N2203/028One dimensional, e.g. filaments, wires, ropes or cables

Definitions

  • the present invention relates to a test apparatus for testing a specimen, for example, a cable by a centrifugal force.
  • the tester has for this purpose a rotary drive, a rotation unit and a fastening device.
  • the present invention also relates to a method for testing a sample by a centrifugal force.
  • the test device and the test method serve to test material properties, in particular tensile and tensile properties of a respective test object.
  • Test devices in particular material testing devices, are typically used in the testing of properties of workpieces and materials.
  • a special embodiment of a testing device is a material testing machine which generates test forces hydraulically via pressure cylinders or electromotively via threaded spindles. These material testing machines must be designed for the maximum test power.
  • Conventional material testing machines typically have a large space requirement, since the generation of tensile forces of, for example, 50 kN requires very large drive units, such as electric motors, driver stages and other large machine elements. These materials testing machines are mostly suitable only for stationary use.
  • DE 522 425 C tensile testers are shown in which the load of the test specimen is generated by a weight.
  • DE 1 125 206 B shows a test stand for machine and device parts.
  • the test specimen in an evacuated receiver lined with a protective wall can be stressed beyond the breaking point of centrifugally acting forces.
  • the test is applied to rotors of working and power machines, such as e.g. Turbine and compressor rotors, or performed on rotors of electrical machines to check the tensile strength of a given construction.
  • DE 202 14 292 U1 shows a tensile testing machine with a machine frame.
  • the machine frame consists of a base traverse, a crossbeam and the two trusses connecting guide columns. Between the traverses a test device is arranged.
  • the guide columns are designed as unidirectional pressure cylinder with a cylinder housing and a guided in the cylinder housing cylinder piston.
  • EP 2 570 791 A2 shows a device for determining the biaxial strain characteristics of a sample.
  • the device has a tensile testing machine with four sample holders.
  • the tensile testing machine has a fixed member, a movable member and a force transducer for measuring the force required for the deformation of the sample in response to the path of the movable member.
  • a sample may be a plastic or a composite material, e.g. be a plastic bound solid fuel.
  • a test device for testing a test specimen by a centrifugal force acting on the test specimen which has a rotary drive, a rotation unit, a fastening device, at least one compensation unit and a distance measuring unit.
  • the test specimen has at least one test specimen, for example a cable, a rod, a tube, or a differently shaped specimen.
  • the rotary unit is connected to the rotary drive and is configured to rotate about an axis of rotation when the rotary unit is driven by the rotary drive.
  • the fastening device is compatible with the Rotati Onshim connected or forms part of the rotation unit and is designed for fastening a respective test piece.
  • the at least one compensation unit is configured to ensure that a center of mass of the rotationally driven masses, including the masses of rotation unit, fastening device and test specimen, is mounted to the rotation unit and a specimen is attached to and / or in the fastening device Rotation axis coincides.
  • the distance measuring unit is designed to measure a length of the test object and / or a position of the test object relative to the distance measuring unit when the test object is attached to and / or in the fastening device.
  • test piece is attached to and / or in the test apparatus and is rotated by the test apparatus about the axis of rotation, whereby a centrifugal force in a plane perpendicular to the axis of rotation on the entire test piece acts or can act.
  • the compensation unit prevents imbalance and compensates it if necessary.
  • imbalance occurs due to the mass center of gravity displacement of the test specimen due to the elongation of the specimen.
  • Imbalance can already be caused by attaching the test specimen, for example, if the center of mass does not coincide with the attachment of the test specimens with the axis of rotation.
  • the compensation unit thus serves for balancing the test apparatus and thus also allows high rotational speeds and thus high test loads, which can be achieved with only low driving force and drive power.
  • the compensation unit may have different modes of operation to ensure that the center of mass of the rotationally driven masses, including the masses of rotary unit, fixture and specimen, coincides with the axis of rotation.
  • the compensation unit can, for example, adjust the center of mass during operation with the aid of movable or displaceable masses.
  • the compensation unit can also be designed to arrange the test object in such a way that no mass center of gravity displacement of the test object occurs, for example by ensuring that the test object expands to the same extent during operation on both sides of the axis of rotation.
  • a test specimen may comprise a test specimen, eg a cable, and fasteners attached to the test specimen, eg a shank connected via a crimp connection, an eyelet, a plug, a socket, or the like, around the test specimen on the test apparatus and on any additional tensile masses. for example, two each at the opposite longitudinal ends of the test specimen to be attached Anlagenmas- sen to secure.
  • a test specimen may be a cable having an inner metallic part and an outer limp insulating sheath. The test specimen can be attached to and / or in the test device and / or traction compounds, for example, by means of a crimp connection.
  • the test object may comprise one or more materials, for example a metallic part and a plastic part, as in the case of an electrically conductive cable.
  • Testing a device under test is to be understood as testing the properties of the device under test, in particular the tensile strength and elongation properties of the device under test and, for example, if necessary, the connection between the connecting element and the test element.
  • the test piece is formed by the test piece and the connecting member, so that it can be checked, for example, first, if the test piece or the connection of the test piece to the tester tears when the centrifugal force is continuously increased to a demolition of the test piece. It can also be checked, for example, whether the connection between the test specimen and the connecting element or the test specimen breaks first.
  • a test specimen may be used which has a much greater tensile strength against the connections to the connecting element, so that essentially the connections are tested.
  • Various connections and connecting elements can also form part of the test object.
  • the distance measuring unit can determine the length and / or the position (eg displacement) of the test object relative to the distance measuring unit.
  • the distance measuring unit can therefore be used, for example, to perform a strain measurement. In this case, a length of the test object in a stationary state is measured with the aid of the distance measuring unit, and this length is compared with a length of the test object measured by the distance measuring unit in a rotating state.
  • the distance measuring unit can, for example, have a measuring scale which makes it possible to determine its length both in the stationary state and in the rotating state of the device under test. Furthermore, the distance measuring unit can have, for example, a displacement meter or protractor. In particular, the distance measuring unit can also be designed such that it indirectly determines the (path) length to be determined, for example by tracking holding elements for holding the test object.
  • test force for testing the specimen by centrifugal acceleration of the mass of the specimen ie generated as a centrifugal force becomes.
  • the invention includes the insight that testing a sample with a centrifugal force as a test force allows a relatively small device size with a comparatively high test force, for example 50 kN.
  • the test load can be maintained permanently without significant energy losses, since the drive must overcome only air and bearing friction after an acceleration phase, which can be reduced by means of suitable, for example, known from the prior art measures.
  • the test load is over a speed, for example 1200 U / min. precisely adjustable, with an energy input to the tester increases the speed and thus the test load.
  • test forces arise in the form of centrifugal inertial forces directly on each atom of the test specimen.
  • the fastening device has two holding elements, which are connected to at least one adjusting element. It can also be connected to an adjustment of each of the two holding elements.
  • the at least one adjustment element is connected to the rotation unit or forms part of the rotation unit.
  • the at least one adjusting element is arranged and formed such that it forms at least part of the compensation unit.
  • Each of the holding elements is arranged and designed to hold the test body at or near a respective longitudinal end of the test body and the at least one adjusting element is adapted to move the respective holding element at least along aticianlingsl Kunststoffsachse.
  • the holding elements are preferably displaced by the adjusting element in opposite directions, so that the holding elements are moved either towards or away from each other.
  • the holding elements can also be moved to different heights, in particular, only one of the holding elements can be moved, for example, to take into account an asymmetric mass distribution inherent in the test specimen.
  • the compensation unit of the embodiment of the test device described above functions according to the principle of arranging the test item in such a way that no mass is present. center of gravity displacement of the test specimen during operation of the test device, ie rotation of the specimen occurs.
  • the holding elements hold the test specimen at or near the longitudinal ends of the test specimen.
  • the test object may have connecting elements at the respective longitudinal ends of the test body, for example a cable, for example a shaft, eyelets, plugs, sockets or the like which are connected via a crimp connection and have a larger outside diameter than the test body.
  • the holding elements can be moved to the transition from the test specimen to the connecting element and during further displacement caused by the rotation of the rotation unit tensile force then acts on the connections of fasteners and test specimen.
  • a tensile force on the components of the test device in particular the adjusting elements and holding elements, so that a displacement of the holding elements away from each other, ie in the direction of the tensile force acting substantially without effort is possible.
  • tensile force is introduced into the test specimen.
  • tensile masses can be arranged at the respective longitudinal ends of the test piece in order to increase the tensile force acting on the test piece and to facilitate a displacement of the holding elements along the longitudinal axis of the test piece.
  • test device makes it possible to arrange the specimen symmetrically about the axis of rotation due to the holding elements and adjusting elements, so that the center of gravity coincides with the axis of rotation at all times. Furthermore, the design of the test device allows to examine the specimen with a tensile force by the holding elements can be moved away from each other substantially without any effort to introduce the tensile force generated by the rotation in the specimen.
  • the test device can be installed in a housing to intercept parts of the test object flying around during the demolition of the test object through a housing wall. In the demolition of the test specimen, the tensile force is transferred back to the holding elements and adjusting elements.
  • the compensation unit has at least one parallel to aticianlingsl Kunststoffsachse arranged guide which is fixedly connected to the rotation unit or forms part of the rotation unit, the fastening device has two operatively connected to the guide displaceable holding elements, each adapted thereto
  • the specimen shall be held at or near a respective longitudinal end of the specimen.
  • the holding elements are displaceable along the guide.
  • the preferred embodiment of the test device described above functions according to the principle of arranging the test object such that no mass center of gravity displacement of the test object during operation of the test device, ie rotation of the test object, occurs.
  • the holding elements hold the test specimen at or near a respective longitudinal end of the test specimen.
  • the holding elements can firmly enclose the test piece so that it is held firmly in all directions, or the test piece can be loosely held in the holding element, so that the test piece has mechanical play and the test piece or the holding elements can be moved by a certain distance, without to introduce a tensile force into the test object.
  • the test specimen can be connected at its respective longitudinal ends with connecting elements which have a larger outer diameter than the test specimen.
  • the holding elements can be moved in this case, preferably only up to the connecting elements, without introducing a tensile force in the specimen. Further displacement of the retaining elements generates a tensile force acting on the test specimen through the retaining elements.
  • the test device in its preferred embodiment described above may comprise adjusting elements for adjusting the position of the respective holding element along the guide.
  • the test device preferably has two traction masses which are displaceable along the guide and are each connected to one of the holding elements.
  • the tensile compositions may, for example, in each case have a weight of more than 1 kg, for example more than 5 kg, for example more than 10 kg, for example more than 15 kg, for example 18 kg or for example more than 20 kg.
  • Each of the Buchmassen is preferably connected via one of the holding elements with the test specimen.
  • the tensile mass may form part of a holding element.
  • the Ceiasse have a thread which engages in a mating thread of a setting member which is connected to the guide. About the thread, the train mass can be moved. This is for example via a driven by a drive Drive wheel possible, which drive the adjusting element rotating and so can move the traction mass and retaining element on the thread.
  • the holding elements can be moved along the guide without a significant effort is required because the tensile force generated by the rotation already on the components of Testing device acts.
  • the adjusting elements for adjusting the position of the respective holding element along the guide serve to move the holding elements. If the holding elements were arranged close to each other along the specimen longitudinal axis on the specimen and would not hold the specimen firmly, the specimen could slip along the specimen axis, which could cause an imbalance. In this case, the center of mass of the rotationally driven masses would not coincide with the axis of rotation.
  • the compensation unit is intended to prevent such a situation.
  • the holding elements can be moved by the adjustment elements move the holding elements away from each other.
  • the specimen By moving the holding elements to the respective longitudinal end or in the vicinity of the respective longitudinal end of the specimen, the specimen can be arranged symmetrically about the axis of rotation so that the center of gravity of the rotating masses lies on the axis of rotation. If the holding elements are moved even further away from each other, ie in the direction of the centrifugal force generated by the rotation, the centrifugal force acting on the Buchmassen acts as a tensile force increasingly on the test object. Previously, ie as long as the retaining elements are not readjusted, the centrifugal force acting on the train mass acts on the guide, the adjusting elements and the retaining elements.
  • the adjusting elements can thereby displace the holding elements substantially without any effort until the tensile force introduced into the guide is minimized and the tensile force introduced into the test object is maximized.
  • the centrifugal force increases and is partially absorbed by the guide.
  • the tensile force introduced into the guide can be minimized again, so that finally the entire acting centrifugal force is introduced as tensile force (and test force) into the test object.
  • the distance measuring unit has a displacement meter or protractor which detects the movement of the adjusting elements and thus indirectly the displacement of the holding elements along the longitudinal axis of the test piece.
  • the detection of the path can be done directly via a odometer.
  • the distance measuring unit is designed to detect the angle change caused by the rotation of a driving wheel connected to the respective adjusting element by means of the protractor.
  • each of the tensile masses may comprise at least one wheel which rolls on the guide.
  • the guide may, for example, have one, two, four, six, eight or more guide rails or guide rods arranged parallel to the test piece axis.
  • the guide rails or guide rods are preferably arranged symmetrically around the fastening device for the test object, so that when a test object is fastened in the fastening device, the guide rails or guide rods have an identical spacing from the test object.
  • the guide is preferably designed so that it expands very little under tensile force or has a negligible in relation to the specimen elongation.
  • a force sensor such as a strain gauge or the like is connected to the guide to detect the centrifugal force acting on the guide.
  • each of the Buchmassen on at least one wheel for each of the guide rails or guide rods of the guide.
  • the wheel is preferably arranged between the traction mass and the guide and guided along the guide.
  • the respective wheel has the effect of reducing the friction between the traction mass and the guide when moving the traction mass along the guide.
  • One aspect of the embodiment of the test device described above is that the tensile masses can not move freely outwardly during the demolition of the test specimens and can thereby assume a high radial velocity, since these are held by the adjusting elements and thus instead acts on the tensile force on the thread. In this way, very large forces that might otherwise occur when braking the demolished train mass can be avoided.
  • the compensation unit has at least one first compensation mass displaceable by means of the compensation unit.
  • the rotationally driven masses include the first compensation mass.
  • the compensation unit is preferably designed to move the first compensation mass, whereby the center of gravity of the rotationally driven masses is moved.
  • the first compensation mass can be arranged on a line of action with the mass of the test object.
  • the compensation unit can be designed to shift the first compensation mass radially along the line of action with the mass of the test object.
  • the radial displacement of the first compensation mass corresponds with increasing centrifugal force of the elongation of the specimen and thus a shift of the center of mass of the specimen.
  • the arrangement can be realized with the aid of a retaining element arranged below the plane of the test object such that the first compensation mass can be displaced in the plane of the test object.
  • the compensation unit may have a conveying device which is designed to displace the compensation mass along the line of action.
  • the rotationally driven masses have at least one second compensating mass displaceable by means of the compensation unit.
  • the second compensation mass is arranged around a displaceable by means of the compensation unit angle to the line of action between the first compensation mass and the mass of the test specimen.
  • the test apparatus has at least two second compensation masses.
  • the second compensation masses can be arranged at a respective angle to the line of action of the first compensation mass with the mass of the test object, about the axis of rotation and for simultaneous rotation with the test object about the axis of rotation.
  • Arranged and trained second compensation masses are used to compensate for an imbalance generated by a mismatch of the first compensation mass to a strain change of the specimen.
  • the rotationally driven masses have at least one first compensating mass displaceable by means of the compensating unit and at least one second compensating mass displaceable by means of the compensating unit.
  • the second compensation mass is arranged around a displaceable by means of the compensation unit angle to the line of action between the first compensation mass and the mass of the test specimen.
  • the test device has two tensile masses.
  • Each of the tensile masses is preferably formed at a longitudinal end or near a longitudinal end of the To be attached to test items.
  • Each of the tow masses may include a mass coupling device or be connected to a mass coupling device.
  • the mass coupling device is preferably designed to connect the traction mass with one of the ends of the specimen.
  • the mass coupling device can be designed, for example, in the form of a crimp connection, a crimped connection, or in the form of another connection or another connection which is or is designed to connect the test object to the traction mass.
  • the mass coupling device and / or the respective train mass can also form part of the test object, so that in the case of testing the test object, the properties of the train mass and / or the mass coupling device are also tested.
  • the test apparatus may have a central mass.
  • the central mass can be arranged on, in or around the longitudinal axis of the rotation unit to keep a center of gravity of the test device as far as possible in the vicinity of the axis of rotation during operation of the test device and so allow only a small imbalance, ignoring the compensation unit.
  • the central mass can be significantly larger than the other rotationally driven masses, for example the mass of the test specimen.
  • the compensation unit the remaining small imbalance can therefore be more easily balanced and / or compensated so that the center of mass can be brought into conformity with the axis of rotation.
  • the fastening device has two displaceable adjusting elements.
  • the adjustment elements are preferably arranged and designed to enclose the test object between them, for example, by arranging the two adjustment elements opposite one another with the test object between them.
  • each adjusting member may be connected to a holding member configured to enclose the sample so as to be held or only movable along an axis.
  • the holding elements may be arranged, for example, at or near the respective longitudinal ends of the specimen of the test specimen. If the specimen is movable along an axis, this is preferably the longitudinal axis of the specimen, wherein preferably a movement only along the specimen is possible and the movement is limited by the connecting elements.
  • Each of the two adjustment elements can be displaceable at least along an axis passing through the two adjustment elements. In the event that the two adjustment elements enclose the test object between them, the test object can thus be fastened by adjusting the adjustment elements are pushed towards each other. In the case that each of the two adjusting elements is connected to a holding element, by pushing apart of the holding elements by the adjusting elements, the force acting on the test piece force can be increased. Adjustment elements may be in the form of rods, rods, rollers, wheels, blocks, combinations of these or the like, for example. Adjustment elements connected to holding elements can have, for example, threads, mating threads or the like, in particular the holding element can have a thread and the setting element a corresponding mating thread or vice versa.
  • Each of the adjusting elements may be rotatably mounted and have a Einstellmossachse or fixedly connected to the rotary drive, i. without rotatable mounting, but suitable for moving a retaining element.
  • the Einstelldusachsen run parallel to the axis of rotation.
  • the rotatably mounted adjustment elements may be, for example, two opposing rods, rods, rollers, wheels, blocks, combinations of these or the like.
  • the adjusting elements are preferably arranged and configured such that they form at least part of the compensation unit.
  • the adjusting elements are preferably arranged and configured such that a rotation of the adjusting elements about their respective adjusting rotational axis shifts the test object along a longitudinal axis of the test piece.
  • the center of gravity of the specimen is displaced relative to the axis of rotation. This makes it possible to move the center of gravity in the axis of rotation when an imbalance has occurred in the tester.
  • one of the adjustment elements e.g. a wheel
  • a second opposing adjustment member e.g. another wheel, freely rotatable.
  • the adjusting elements are preferably arranged and designed such that a displacement of the holding elements by the adjusting elements along the sketchlingsl Kunststoffsachse to the test specimen applied to a tensile force.
  • the rotation unit has at least one shaft which is designed to rotate about the axis of rotation.
  • the rotation unit can also have several waves, for example two waves.
  • the rotation unit may have two shafts mounted on a platform, which are displaceable along at least one axis by an adjusting element.
  • these shafts can serve as adjustment elements by being able to rotate about their own axis in order to move the specimen along the specimen axis and thus the center of gravity of the system.
  • these adjustment elements can be held together by holding a test object.
  • Such a setting element has a double function as a holding element and an adjusting or displacing element.
  • the rotation unit is connected to the rotary drive smoothly or at least approximately frictionless connected. As a result, friction losses are largely reduced and the tester can be operated with a lower energy consumption.
  • the test apparatus may comprise a housing.
  • the housing preferably includes an evacuated cavity.
  • at least the rotary unit, the fastening device and the compensation unit are arranged in the evacuated cavity.
  • the test apparatus is preferably designed to test the test object in the evacuated cavity.
  • the test object in the evacuated cavity can be checked in such a way that virtually no air friction between the test object and the remaining gas particles in the cavity occurs during operation of the test device.
  • the cavity can be evacuated, for example, after the test specimen has been introduced into it.
  • the test apparatus may also include a beaulingsein enclosuressystem, which is designed to transfer the DUT from the atmospheric environment in the evacuated cavity so that contamination with gas particles of the evacuated cavity is largely avoided.
  • the test device has a housing which encloses an evacuated cavity.
  • at least the rotation unit, the fastening device and the compensation unit are arranged in the evacuated cavity and the testing device is designed to check the test object in the evacuated cavity.
  • the test apparatus is designed to examine a test object in the form of a cable with a cross section of more than 20 mm 2 and a cable length of less than 200 mm, for example 150 mm.
  • the test piece is preferably a cable.
  • the cable may, for example, have a flexible insulating plastic around the manure and an electrically conductive metallic core.
  • the cable may have a cross section of more than 20 mm 2 and a cable length of less than 200 mm, for example 150 mm.
  • Switzerlandmassen can, but need not be provided.
  • the transverse cable is greater than 20 mm 2 and the volume of the cable is greater than, for example, 3000 mm 3 or the weight is greater than, for example, 25 g.
  • the cable has a smaller volume than, for example, 3000 mm 3 , preferably tensile masses are arranged at the ends of the cable to be tested and fastened to the cable ends by means of connecting elements or mass coupling devices, for example crimp connections.
  • the test apparatus can therefore also be designed to test a test object in the form of a cable with a cross section of less than 20 mm 2 .
  • the evacuated cavity is designed such that it can accommodate a maximum of a test specimen with a cross section of 400 mm 2 and a maximum length of 150 mm.
  • the test device is designed for a cable with a cross section of more than 20 mm 2 and a cable length of less than 200 mm, for example 150 mm, a tensile force in the form of a centrifugal force of at least 15 kN, for example at least 20 kN, at least 25 kN, at least 30 kN, at least 35 kN, at least 40 kN, at least 45 kN, for example at least 50 kN, for example at least 60 kN, for example at least 75 kg or for example at least 100 kN.
  • the centrifugal force depends on the test specimen, in the present case on the cable, since the mass of the cable as a test mass flows into the acting as a test force centrifugal force.
  • the producible centrifugal force further depends on the size, shape, and components, such as the drive, of the tester. The smallest possible size of the test device is aimed at high test force generated in the form of centrifugal force.
  • the testing device may be designed for use as a testing device for tensile and / or strain measurement in materials testing.
  • the test apparatus can then be used to determine properties of specimens, i. Check the test specimen and the connecting elements, as well as the connections between the test specimen and connecting elements or connecting elements and testing device and determine measured values for the properties of the specimens.
  • a strain measurement can be determined by means of a change in length between stationary specimen and rotating specimen depending on the acting centrifugal force.
  • a tensile strength measurement is possible by determining the centrifugal force at which the specimen or part of the specimen breaks off.
  • the invention further relates to a method for testing a device under test.
  • the method includes a step of determining a length along a longitudinal axis of a DUT. Furthermore, the method comprises a step of attaching the test specimen to and / or in a test apparatus.
  • the method further includes the step of rotating the specimen about an axis of rotation to a predetermined speed. During rotation, a continuous adjustment of the mass center of gravity of the rotating system ensures that the center of gravity of the rotating system coincides with the axis of rotation.
  • the method comprises a step of determining a measured tensile strength value when the test specimen breaks off before reaching the predetermined rotational speed.
  • the method comprises the step of determining a strain measurement value via a change in the length of the specimen along the longitudinal axis of the specimen when the specimen has reached the predetermined rotational speed.
  • a centrifugal force acting on the entire specimen is generated, which acts as a test force.
  • the invention further relates to a method for testing a test specimen having at least one specimen by a centrifugal force acting on the specimen in a scholarvor- direction.
  • the testing device has two holding elements for holding the test body, at least one adjusting element connected to a guide for displacing the holding elements, and a distance measuring unit for detecting a distance covered by the holding elements.
  • the method comprises the following steps:
  • the invention further relates to a use of the test apparatus in one of the methods according to the invention for testing a test object. Furthermore, the invention relates to the use of the test device for testing a test specimen by acting on the specimen centrifugal force.
  • connection between the rotary drive and the rotary unit is designed such that the rotary unit is suspended in a movable manner and the suspension has an at least 10 mm wide circumferential free space.
  • the drive is designed to be operated as a generator in order to convert a kinetic energy stored in a rotating mass into an electrical energy.
  • the drive may include a braking resistor that may be configured to brake the rotation of the rotating mass and release the energy in the form of heat to the environment.
  • the energy can also be supplied to an energy store, for example an electrical or kinetic energy store. The energy can be supplied in this case, if necessary, the test device, whereby a total of testing at very low energy consumption is possible.
  • An independent aspect of the invention is further that a test device is provided in which a compensation of the center of gravity displacement is superfluous, since the test device arranges the test object such that the test object is kept symmetrical. In this case, the center of gravity always falls at least approximately in the axis of rotation. In such a test device, the compensation of the center of gravity displacement is thus already effected by the arrangement of the test specimen, without that the compensation unit would have to actively move the center of gravity during rotation.
  • a testing device for testing a test specimen having at least one specimen by a centrifugal force acting on the specimen comprises a rotary drive, a rotation unit, a fastening device and a distance measuring unit.
  • the rotation unit is connected to the rotation drive and is designed to rotate about an axis of rotation when the rotation unit is driven by the rotation drive.
  • the fastening device is connected to the rotation unit or forms part of the rotation unit.
  • the fastening device is designed to fasten a test object in such a way that the center of mass coincides with the axis of rotation when rotating about the axis of rotation. In this case, the test object is held symmetrically around the axis of rotation, so that the center of gravity remains in the axis of rotation during the rotation and does not shift.
  • the distance measuring unit is designed to measure a length of the test object and / or a position of the test object relative to the distance measuring unit when the test object is on and / or in the test piece Fastening device is attached.
  • the position of the test piece relative to the distance measuring unit means, in particular, the greatest distance between them, for example, because the test piece expands due to the centrifugal force acting on it.
  • Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment of a test device with a tensioned between two tensile masses cable in a plan view.
  • Figure 2 is a schematic representation of the first embodiment of a test apparatus in a housing with a tensioned between two tensile masses cable in a plan view and a side view.
  • FIG. 3 is a schematic representation of a second embodiment of a testing device in a plan view
  • FIG. 4 is a schematic representation of the second exemplary embodiment of a test device in a plan view with a demolished test object
  • FIG. 5 is a schematic representation of a third exemplary embodiment of a test apparatus in a plan view in a first position of two compensation masses arranged at an angle to the test specimen;
  • FIG. 6 is a schematic representation of the third exemplary embodiment of a test device in a plan view in a second position of two compensation masses arranged at an angle to the test object;
  • FIG. 7 is a schematic representation of the third exemplary embodiment of a test device in a plan view in a third position of two compensation masses arranged at an angle to the test object, in which a part of the test object has fallen off;
  • FIG. 8 shows a schematic illustration of the third exemplary embodiment of a test apparatus in a plan view in a fourth position of two compensation masses arranged at an angle to the test object
  • 9 is a schematic representation of a fourth embodiment of a test device with a test specimen arranged between two tensile masses in the form of a cable in a plan view;
  • FIG. 10 is a schematic representation of the fourth embodiment of a horrvor- direction in a side view
  • Fig. 1 1 is a schematic representation of a fifth embodiment of a test apparatus in a plan view
  • 12 shows a schematic illustration of a sixth exemplary embodiment of a testing device in a plan view
  • 13 is a block diagram representation of a first embodiment of a method for testing a device under test
  • FIG. 14 is a block diagram representation of a second embodiment of a method for testing a device under test.
  • FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a testing device 10 in a plan view.
  • the test apparatus 10 includes a rotary drive 12, a shaft 14 and a compensation unit 15 (see side view of Fig. 2), which includes in the test apparatus 10, two adjusting rollers 16 and 16 '.
  • the rotary drive 12 is connected to the shaft 14 and drives it by rotating the shaft 14 about an axis of rotation 18 (see Fig. 1).
  • the shaft 14 is connected to the adjustment rollers 16 and 16 ', which can be displaced along an axis 20 extending therebetween to secure a specimen 21.
  • the test piece 21 has a test piece 22. To attach the test piece 22, this is clamped between the adjusting rollers 16 and 16 '.
  • the adjustment rollers 16 and 16 ' are manually, i. pushed by hand or with a tool on each other to attach the test piece 22.
  • the adjusting rollers 16 and 16 ' may also be connected to a drive which can push them together (not shown).
  • the test object 21 is rotated in the test apparatus 10 with the aid of the rotary drive 12.
  • the test apparatus 10 can be used as a tensile tester for tensile and elongation measurement for use in materials testing.
  • the test apparatus 10 generates a test force by means of the rotary drive 12 through the centrifugal acceleration of the mass of the specimen 21.
  • the drive power in rotating systems depends in the balanced state, ie when the axis of rotation 18 coincides with a center of gravity 24 of the system, only from the remaining bearing and air friction.
  • the rotationally driven masses on a streamlined construction whereby the bearing and air friction is largely reduced and can be almost neglected compared to conventional testing machines.
  • the friction losses go to 0; If this is set equal to 0, a rotating system can maintain the generated test force in the form of a centrifugal force indefinitely without further energy input.
  • Each additional energy supply or removal in the form of speed changes ⁇ 2 increases or decreases the test load. Since the test apparatus 10 is in the form of a centrifuge, it is an accumulating system and has an integral behavior. The test apparatus 10 must therefore be supplied during a whole test cycle ', which takes for example about 30 s, only the kinetic energy of the rotationally driven masses and a very low energy to overcome the remaining low friction.
  • the adjusting roller 16 is further driven in the embodiment shown in Figures 1 and 2 by a drive (not shown) and can be rotated about a Einstellfeldachse 27.
  • the adjustment axis of rotation 27 extends parallel to the axis of rotation 18.
  • the adjusting roller 16 ' is the adjusting roller 16 disposed opposite and freely rotatably mounted, so that when the adjusting roller 16 is rotated, the test piece 21 can be moved along its longitudinal axis.
  • the center of mass 24 of the rotationally driven masses can be displaced or balanced such that it coincides with the axis of rotation 18.
  • It can also be both adjusting rollers 16 and 16 'driven by a drive.
  • adjusting rollers 16 and 16 ' may alternatively be used other adjustment elements, such as dials, adjusting shafts or the like.
  • the test body 22 is connected to a pull mass 30 via a respective crimp connection 28 at the respective end of the test body 22.
  • the test specimen 21 thus comprises the test body 22, the crimp connections 28 and the traction masses 30 and the connections between the components of the specimen 21 and the connection to the test apparatus 10.
  • the tensile masses 30 in the present case serve for rotation Centrifugal acceleration of the mass of the specimen 21 to reinforce. If the test specimen 22, for example a cable with a cross section of more than 20 mm 2 and a cable length of less than 200 mm, for example 150 mm, has sufficient intrinsic mass, then only the test specimen 22, ie in this case only one test specimen 22 in the form a cable.
  • the traction masses 30 have a distance measuring unit 32 in order to determine a change in length of the specimen 21.
  • the test apparatus 10 has a housing 34.
  • the housing 34 may also be arranged in a cavity of a larger outer housing in an exemplary embodiment that is not shown.
  • the housing 34 has a cavity 36 which is hermetically, ie gas-tight closed.
  • a test chamber 38 is arranged, which contains the shaft 14 and the adjusting rollers 16, and attached between the adjusting rollers 16 test body 22 connected via crimp 28 Switzerlandmassen 30.
  • the shaft 14 connects the test chamber 38 with the rotary drive 12.
  • the test chamber 38 is closed with a scholarschmutdeckel 40 and contains at their sides in each case a rubber element 42 which is provided in the event that a test piece 21 breaks off the tearing parts catch without in that the test apparatus 10 or a user of the test apparatus 10 is damaged.
  • the cavity 36 is evacuated by means of vacuum pumps (not shown) before the rotary drive 12 rotates the specimen 21 in the test chamber 38 to reduce air friction between the test chamber 38 and gas particles during testing of the specimen 21.
  • the test piece 21 can also be tested without test chamber 38 and thus the test specimen 21 exposed to air friction (not shown).
  • test apparatus 10 If the test apparatus 10 is already disposed in an evacuated outer housing, the need for post-evacuation of the evacuated cavity 36 prior to testing a new test object 21 can be reduced. This is possible when a sample insertion system, not shown, introduces the test piece 21 into the test apparatus 10 without the vacuum generated in the evacuated cavity 36, i. In this case, compared to the normal atmosphere greatly reduced particle density in the gas phase, is impaired. This is possible, for example, via a lock system having intermediate cavities which have different gas phase particle densities (not shown).
  • the test apparatus 10 not only the test body 22, but also the crimped connections 28 and the tensile masses 30 are tested.
  • the crimps 28 and the tensile compositions 30 are made and their shape, each of these may be the component with the least tensile strength and tear.
  • the connection of the individual components and the connection to the test apparatus 10 are also tested.
  • two different crimp connections 28 can also be used, so that two different crimp connections 28 and their connection to the test body 22 can be tested simultaneously in the test apparatus 10.
  • It can also alone a test piece 22, for example, a test piece 22 are tested in the form of a cable; ie without crimped connections 28 and tensile masses 30.
  • test apparatus 10 shows a second exemplary embodiment of a test apparatus 10 'in a plan view.
  • the test apparatus 10 in contrast to the test apparatus 10, no tensile masses 30 are provided.
  • the test force is generated in the test apparatus 10 'solely by the centrifugal acceleration of the mass of the test piece 21.
  • the test piece 22 is, for example, a cable with a cable cross section of more than 20 mm 2 and a cable length of less than 200 mm, for example 150 mm.
  • the test piece 22 is connected to the shaft 14 by a crimped connection 28 '.
  • the test specimen 21 thus contains the test body 22 and the crimped connection 28 ', but no additional traction mass 30.
  • the mass of the shaft 14 serves in this case as a central mass 44 whose center of mass 46 coincides with the axis of rotation 18.
  • the test apparatus 10 'furthermore has a first compensation mass 48, which is arranged displaceably on the line of action 50 of the centrifugal force acting on the test object 21, so that a change in the center of mass 24 due to a change in the center of gravity 52 of the test object 21 can be compensated.
  • a conveying device 51 is arranged along the line of action 50, which can displace the first compensation mass 48 along the line of action 50.
  • the center of mass 24 coincides with the axis of rotation 18 in a stationary state.
  • the test piece 21 'expands and its center of gravity 52' is thereby displaced outwardly from the axis of rotation 18. This would push the center of mass 24 away from the axis of rotation 18 in the direction of the center of gravity 52 'without compensation.
  • the first compensation mass 48 'in the rotating state of the test device 10 along the line of action on the opposite side of the sample 21 is displaced outwards, so that the shifted center of mass 54' of the first compensation mass 48 'the shifted center of gravity 52' of the Test specimens compensated and the center of gravity 24 of the rotationally driven masses with the axis of rotation 18 coincides.
  • the test apparatus 10 may comprise piezoelectric elements on a main bearing of the rotary drive 12 which are adapted to detect a displacement of the center of gravity 24 of the rotationally driven masses by measuring a diagonal voltage value in the manner of a Wheatstone bridge circuit (not shown).
  • the shift of the center of mass 54 'of the first compensation mass 48' in the Wheatstone bridge circuit leads to a decreasing diagonal voltage value, the closer the center of gravity 24 of the axis of rotation 18 comes because the piezoelectric elements are compressed less strongly and therefore a low voltage occurs.
  • the diagonal voltage of the Wheatstone bridge circuit has dropped to 0 V, the axis of rotation 18 coincides with the center of gravity 24 of the rotationally driven masses.
  • the test apparatus may comprise sensor units, for example a distance measuring unit and / or other sensors and a control circuit connected to them, which ensures that the conveying apparatus 51 first compensation mass 48 shifts according to the change in length of the specimen 21.
  • serving as a centrifuge test apparatus 10 'by means of the first compensation mass 48 for example, by moving r k to r k ' on the common line of action 50 with the mass of the specimen 21, balanced.
  • the radial displacement of the center of gravity 54 to 54 '(m ks - m ks ') of the first compensation mass 48 and 48' with increasing test force corresponds to the admirlingsdehnung and thus the shift of the center of gravity 52 to 52 '(m ps - nrip S ') of the test piece 21 or 21 '.
  • FIG. 4 shows the second exemplary embodiment of the test apparatus 10 'in a plan view with a torn-off test body 22 "If a test object tears off in a balanced test apparatus 10', for example a tearing off of the test body 22" or a dissolution of the connection between test body 22 "and crimp connection
  • the position of the remaining rotationally driven masses ie essentially the position of the central mass 44 and the first compensation mass 48, is removed from the rotating system, depending on the location of the break , does not change anything, a new equilibrium must be established, with the new center of gravity 24 and the new axis of rotation 18 are on the line of action between the center of mass 46 of the central mass 44 and the center of mass 54 of the first compensation mass 48.
  • thetician 10 'a movable suspension ie, the test apparatus 10' is floating, so that the test apparatus 10 'after a demolition of the test piece 22 "rotates about its center of mass 24 and thus the axis of rotation 18 moves accordingly when a new equilibrium occurs ,
  • This balance leads to a rotation axis 18, which does not coincide with the longitudinal axis of the shaft 14, so that in this case the shaft 14 rotates about the rotation axis 18.
  • the suspension is rigid; In this case, the center of gravity 24 does not coincide with the axis of rotation 18.
  • the central mass 44 has approximately 20 times the mass of the specimen 21, for example, about 12 kg.
  • the central mass 44 also has about 20 times the first compensation mass 48, which is provided with a mass similar to the mass of the test piece 21 mass. This ensures that the center of mass 24 remains as close as possible to the longitudinal axis of the shaft 14 when the test specimen 22 "is torn off.
  • the path radius r z of the central mass 44 is only 5 mm.
  • the movable suspension of the centrifuge serving test device 10 may have an approximately 10 mm wide circumferential free space. Therefore, no acceleration forces are transmitted to the housing 34 in this case.
  • the rotary drive 12 can be switched as a generator.
  • the rotary drive 12 converts the kinetic energy into electrical energy.
  • the kinetic energy can either be released as heat to the environment with the aid of a braking resistor or stored with the aid of electrical and / or kinetic energy stores, for example capacitors. If the energy is delivered to electrical and / or kinetic energy stores, eg a flywheel or the like, it can be reused for testing a new test object 21.
  • FIG. 5 shows a third exemplary embodiment of a testing device 10 "in a plan view in a first position of two second compensating masses 56 and 56 '.
  • the balancing masses 56 and 56' are arranged at an angle to the line of action 50 and thus to the test piece 21 5, the angle between cardssli- never 50 and the Balanciermassen 56 and 56 'each 90 °.
  • the balancing masses 56 and 56 ' rotate about the axis of rotation 18.
  • the test device 10 "serving as a centrifuge makes it possible to compensate for an imbalance resulting from a mismatch of the first compensating mass 48.
  • the center of gravity 58 of the balancing masses 56 and 56 ' can be displaced by a balancing mass compensation unit 56, 56', a so-called balancing unit 60
  • the balancing unit 60 displaces the balancing masses 56 and 56 'along the radius' r b by a respective angle in order to bring the center of gravity 24 into conformity with the axis of rotation 18 (see FIGS. 6 to 8)
  • first compensation mass 48 (m k ) is arranged such that it accurately compensates the mass of the test object 21.
  • the balancing masses 56 and 56 '(m b1 , m b2 ) are arranged at 90 ° to the line of action 50, so that they have no influence on the Test force, since the centrifugal forces of the balancing masses 56 and 56 'mutually compensate each other, the force application point of the balancing masses 56 and 56 '(m b1 , m b2 ) is located on the axis of rotation 18 and does not generate a load moment for the Balancierantrieb.
  • the balancing unit 60 must only overcome the bearing friction of the balancing masses 56 and 56 'in the center of the testing device 10 "when operating at a constant rotational speed since the radius of rotation r b of the balancing masses 56 and 56' remains constant and thus the kinetic energy of the balancing masses 56 and 56 'remains constant.
  • FIG. 6 shows the third exemplary embodiment of the test apparatus 10 "with the balancing masses 56 and 56 '(m b1, m b2 ) in an angular position which displaces the center of gravity 58 of the balancing masses 56 and 56' onto the side of the first compensating mass 48 Adjustment of the angular position leads to a symmetrically balanced system and is, for example, a consequence of a mismatch of the first compensation mass 48 (m k ) and / or because the test specimen 21, in particular the test specimen 22, has expanded under the influence of the test load and thus the center of mass 52 of the test piece 21 has shifted on the line of action 50 to the center of mass 52 'of the test piece 21' (m ps - nrip S ').
  • Figure 7 shows the third embodiment of the test apparatus 10 "with the Balanciermassen 56 and 56 '(m b1, m b2 ) in an angular position, which moves the center of mass 58 of the Balanciermassen 56 and 56' on the side of the specimen 21"'.
  • a cable sheath or cable insulation has slid off a test body 22 '' in the form of a cable, as a result of which the center of mass 52 '' of the test piece 21 '' has moved closer to the axis of rotation 18.
  • FIG. 8 shows the third exemplary embodiment of the test device 10 "with the balancing masses 56 and 56 '(m b1, m b2 ) in a different angular position which shifts the center of gravity 58 of the balancing masses 56 and 56' to the side of the first compensation mass 48 Angular position of Balanciermassen 56 and 56 'is not symmetrical to the line of action 50, so that the center of mass 58 of Balanciermassen 56 and 56' in this case does not fall on the line of action 50.
  • the asymmetric adjustment of Balanciermassen 56 and 56 ' also allows acceleration forces, with compensate for any direction pointing away from the center of rotation.
  • FIGS. 9 and 10 show a fourth embodiment of a testing device 10 "'in a plan view ( Figure 9) and in a schematic side view with partial transparencies ( Figure 10).”
  • the testing device 10 "' has a rotary drive 12, a shaft 14 and a compensation unit 15.
  • the rotary drive 12 is connected via the shaft 14 to a rotary shaft platform 61 and drives it by rotating the rotary shaft platform 61 about a rotation axis 18.
  • the rotary drive 12 can provide a speed of up to 1200 revolutions per minute (RPM).
  • the rotary drive 12 can provide a predetermined speed or the speed can be increased continuously, for example, until the test piece 21 breaks.
  • the rotary drive 12 can also be designed with a speed of up to 800 rpm, up to 1000 rpm, up to 1250 rpm, up to 1300 rpm, up to 1500 rpm. or up to 2000 rpm. to deliver.
  • Compensation unit 15 includes a guide 62, dynamometers 63, wheels 64, traction masses 30, connecting elements 66, adjusting elements 68, retaining elements 72, drive wheels 74, drive shaft 76, drive motor 78 and protractor 79.
  • the Switzerlandmassen 30 is assigned in each case an adjustment 68.
  • the traction masses 30 have an external thread 70 into which a respective internal thread of a respective adjusting element 68 engages. The threads are self-locking.
  • the adjusting members 68 are rotatable about a respective connecting member 66, but immovable with the Guide 62 connected.
  • the tensile masses 30 can be displaced along the guide 62 by rotation of the respective adjusting element 68.
  • the external thread 70 of the left traction mass 30 is a left-hand thread and the external thread 70 of the right traction mass 30 is a right-hand thread, so that upon rotation of the respective adjustment element 68, the traction masses 30 are displaced in opposite directions, ie towards or away from each other.
  • the drive motor 78 is used to rotate the adjustment members 68.
  • the drive motor 78 is connected to the drive wheels 74 via the drive shaft 76.
  • the drive wheels 74 may rotate the adjustment members 68 in two directions of rotation so that the adjustment members 68 may push the tow masses 30 toward or away from each other.
  • the protractor 79 can detect the revolutions of the drive shaft 76 and determine a distance of the traction masses 30 from this.
  • the drive wheels 74 have in this embodiment, a spur toothing which engages in a spur toothing of the respective adjusting member 68.
  • the connection between drive wheels 74 and adjustment elements 68 may also have any other shape known to those skilled in the art, which allows the adjustment elements 68 to be driven via the drive wheels 74.
  • the drive shaft 76 is a continuous shaft in this embodiment. Alternatively, it can also be designed split (not shown) so that each of the drive wheels 74 can be controlled individually in order to displace the traction masses 30 and the holding elements 72 connected thereto. For this purpose, two drive motors 78 may be provided. Alternatively, the drive wheels 74 may be configured to be moved up and down on the adjustment member 68 or to be coupled in and out to selectively drive or rotate one of the adjustment members 68 and to displace only one of the tow masses 30 (not shown) ).
  • the aforementioned alternative embodiments are particularly useful when the test piece 22 has an asymmetric mass distribution, for example, because at the longitudinal ends different shafts connected to crimps 28, e.g. differently sized eyelets 80 or other connecting elements are arranged.
  • the guide 62 in this embodiment includes four guide rods forming a frame.
  • the guide 62 may also include only one guide bar, or two, six, eight, or any number of guide bars.
  • the guide 62 guides the two traction masses 30, which each have wheels 64, which roll on the guide rods of the guide 62, so that no or only slight frictional forces act between the guide 62 and the traction mass 30.
  • Each train mass 30 has a mass of 18 kg in this embodiment.
  • each train mass 30 may also have a mass of, for example, 1 kg, 2 kg, 5 kg, 10 kg, 15 kg, 20 kg or 25 kg.
  • the outer threads 70 are designed so that each of the Switzerlandmassen 30 can be moved by 50 mm.
  • the external threads 70 may alternatively be designed to displace each of the traction masses 30 by up to 20 mm, 25 mm, 30 mm, 40 mm, 60 mm, 70 mm, 80 mm, 90 mm or 100 mm.
  • the traction masses 30 are each connected to a holding element 72, which serves to hold the specimen 22 of a specimen 21.
  • the holding elements 72 hold the test piece 21 at or near the two longitudinal ends of the test piece 22.
  • the test piece 22 is held loosely in the holding element 72, so that the test piece 22 has a mechanical clearance and the test piece 21 or the holding elements 72 around a certain distance can be moved without introducing a tensile force in the test piece 21.
  • the holding elements 72 can also firmly enclose the test body 22, so that it is held firmly in all directions.
  • the holding elements 72 abut respectively on a shaft of an eyelet 80 forming a crimp connection 28.
  • the test piece 22 has in this embodiment, an insulation and a conductor 82, for example in the form of an electrical conductor, optical conductor or the like.
  • the outer diameter of the test piece 22, in particular of the conductor 82, is less than the outer diameter of the shank forming the crimp connection 28, so that the holding elements 72 can only be displaced as far as the crimp connection 28 without exerting a tensile force on the test piece 21. Since the holding members 72 are fixed to the Wermassen 30, they move when the Wermassen 30 are moved. The protractor 79, since the holding elements 72 are attached to the traction masses 30, also determine the distance covered by the holding elements 72.
  • the dynamometer 63 is mounted on the guide 62 and may, for example, have a strain gauge or the like connected to the guide 62 which, via the extension of the guide 62, allows the centrifugal force on the guide 62 to be determined during rotation of the test apparatus 10 "'
  • it may alternatively be detected whether an outer end flank 81 of the respective adjusting element 68 bears against a respective counter flank of the connecting element 66. As long as this is the case for both adjusting elements 68, At least a part of the centrifugal force can still act on the guide 62.
  • test apparatus 10 "'differs from the test apparatuses working with compensation masses, since the test apparatus 10" "according to the exemplary embodiment of FIGS. 9 and 10 arranges the test piece 21 in such a way that a center of mass displacement occurs during rotation about the axis of rotation 18 does not occur, ie the specimen 21 is stretched symmetrically about the rotation axis 18.
  • the compensation of the shift of the center of gravity 24 is therefore inherent to the exemplary embodiment of the test device 10 "'of FIGS. 9 and 10 and is effected automatically on the basis of the arrangement of the test object 21.
  • the centrifugal force acts on the components of the test apparatus 10 "'as a result of the rotation about the axis of rotation 18.
  • the traction masses 30 and thus the holding elements 72 can be displaced along the guide 62 without a significant expenditure of force being required, since the force required by the Rotation generated tensile force already on the components, the test device 10 "'acts.
  • the sample 21 can be arranged symmetrically about the axis of rotation so that the center of gravity 24 of the rotating masses of the test apparatus 10 "'is located on the axis of rotation 18
  • the centrifugal force acting on the pulling masses 30 increasingly acts as a pulling force on the test piece 21.
  • the force acting on the train mass 30 centrifugal force on the guide 62, the adjusting elements 68, the Switzerlandmasse 30 and the holding elements 72 are not adjusted.
  • the adjusting 68 can thereby move the holding elements 72 substantially without effort until the introduced into the guide 62 tensile force is minimized and the tensile force introduced into the test piece 21 max
  • the tensile force introduced into the guide 62 can be detected by the force gauge 63.
  • the drive motor 78 is designed so that the force generated by the drive motor 78 is insufficient to cause an (additional) elongation of the test piece 21 or exert a significant force on the test piece 21. This means that the adjusting elements 68 through the Drive motor 78 can only be moved as long as the introduced into the specimen 21 part of the centrifugal force is less than the total centrifugal force.
  • the drive motor 78 may also be designed to continue to drive the adjusting elements 68.
  • the centrifugal force increases and is partially recovered by the guide 62. This can be detected by the dynamometer 63.
  • the spring By retracting the retainer members 72, the spring can be inserted into the guide 62 Tensile force are again minimized, so that finally the total acting centrifugal force as tensile force (and test force) is introduced into the test piece 21.
  • the tensile force acting on the test piece 21 can be determined, and by the distance traveled by the holding elements 72 then the tensile and tensile properties of the specimen 21 can be determined.
  • the covered distance is detected by the protractor 79 in this embodiment.
  • the covered distance can also be detected by another distance measuring unit, for example a displacement meter, for example in the form of an optical displacement meter or the like. As soon as the test piece 21 breaks off, a measured tensile strength value can be determined.
  • the tensile masses 30 are not thrown outwards in this case, since they are held by the self-locking threads. 9 and 10 thus makes it possible to prevent the drawers 30 from being thrown outwards, for example, against a stop (cf., the exemplary embodiment of FIGS 1 1).
  • Fig. 1 1 shows a fifth embodiment of a test apparatus 10 "".
  • the operation of this test apparatus is similar to that of FIG. 9 and FIG. 10.
  • the test apparatus 10 "" arranges the test piece 21 such that a center of gravity displacement does not occur during rotation about the rotation axis 18, ie, the test piece 21 is around the Rotation axis 18 symmetrically stretched around.
  • the compensation of the shift of the center of gravity 24 is therefore also the embodiment of the test apparatus 10 "" of Figure 1 1 inherent.
  • the test apparatus 10 "" does not have a guide 62.
  • the testing device 10 "" has adjusting elements 68 and displaceable holders 84.
  • the adjusting elements 68 are arranged in the rotation shaft platform 61 in this exemplary embodiment.
  • the slidable holders 84 are slidably connected at one longitudinal end to the adjusting elements 68 and can be displaced therefrom.
  • the test piece 21 can be held by holding elements 72.
  • the holding members 72 hold the specimen 22 of the specimen 21 at a respective longitudinal end or near a respective longitudinal end of the specimen 22.
  • the support members 72 may for example consist of two U-shaped sections.
  • test piece 22 is then inserted into an upwardly open U-shaped portion and another downwardly open U-shaped portion of the support member 72 is mounted from above the test piece 22 and attached to the other U-shaped portion, so that the test specimen 22 can only slip along the educalingsachse.
  • the retaining elements 72 can also hold the test specimen 22 so tightly that no slippage along the specimen axis is possible.
  • the holders 84 can be moved outwardly along the rotation shaft platform 61 with almost no force. be shifted in the direction of the acting centrifugal force, so that a tensile force can be introduced into the specimen 21 via the holding elements 72.
  • the traction masses 30 can be braked by the housing wall surrounding the test apparatus 10 "", which serves as a stop in this case.
  • Fig. 12 shows a sixth embodiment of a test apparatus 10 ""'.
  • the two traction masses 30 are connected by means of a connecting device 86, so that in the case of the demolition of a specimen 21 (not shown, in perspective behind the connecting device 86 and disposed between the holding elements 72), the distance, the traction masses 30 after can move outside, is limited by the length of the connecting device 86.
  • This exemplary embodiment also uses the functional principle of the arrangement of the test object 21 around the rotator. onsachse, so that the center of gravity 24 coincides with the axis of rotation 18 and the specimen 21 expands symmetrically about the axis of rotation 18. Additional compensation masses are superfluous even in this case.
  • Fig. 13 shows a first embodiment of a method for testing a device under test. The method comprises the steps:
  • the test apparatus has two holding elements for holding the test specimen, at least one adjusting element connected to a guide for displacing the holding elements, and a distance measuring unit for detecting a traversed distance of the holding elements.
  • the method comprises the steps:

Abstract

The invention relates to a testing device (10; 10'; 10''; 10'''; 10''''; 10''''') for testing a test specimen (21, 21';21'';21''') by means of a centrifugal force acting on the test specimen (21, 21';21'';21''') with a rotational drive (12), a rotational unit (14), an attachment device (16, 16'; 28'; 72), at least one compensation unit (15; 51, 60) and a distance-measuring unit (32; 78). The test specimen has at least one test body (22, 22'; 22''; 22'''). The rotational unit (14) is connected to the rotational drive (12) and is designed to rotate about a rotational axis (18) when the rotational unit (14) is driven by the rotational drive (12). The attachment device (16, 16'; 28'; 72) is connected to the rotational unit (14) or forms part of the rotational unit (14) and is designed to attach a test specimen (21, 21';21'';21'''). The at least one compensation unit (15; 51, 60) is designed to ensure, when the rotational drive (12) drives the rotational unit (14) and a test specimen (21, 21';21''; 21''') is attached to and/or in the attachment device (16, 16'; 28'; 72), that a centre of mass (24) of the masses which are driven in rotation, including the masses of the rotational unit (14), attachment device (16, 16'; 28'; 72) and test specimen (21, 21';21'';21'''), coincides with the rotational axis (18). The distance-measuring unit (32; 70) is designed to measure, during the operation of the testing device (10; 10'; 10''; 10'''; 10''''; 10'''''), a length of the test specimen (21, 21') and/or a position of the test specimen (21, 21') relative to the distance-measuring unit (32; 78) if the test specimen (21, 21') is attached to and/or in the attachment device (16, 16'; 28'; 72).

Description

Zentrifugalkraft basierte Prüfvorrichtung  Centrifugal force based test device
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung zum Prüfen eines Prüflings, beispielsweise eines Kabels durch eine Zentrifugalkraft. Die Prüfvorrichtung besitzt hierzu einen Rotationsantrieb, eine Rotationseinheit und eine Befestigungsvorrichtung. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Prüfen eines Prüflings durch eine Zentrifugalkraft. Die Prüfvorrichtung und das Prüfverfahren dienen dazu Materialeigenschaften, insbesondere Dehnungs- und Zugfestigkeitseigenschaften eines jeweiligen Prüflings zu prüfen. The present invention relates to a test apparatus for testing a specimen, for example, a cable by a centrifugal force. The tester has for this purpose a rotary drive, a rotation unit and a fastening device. Furthermore, the present invention also relates to a method for testing a sample by a centrifugal force. The test device and the test method serve to test material properties, in particular tensile and tensile properties of a respective test object.
Prüfvorrichtungen, insbesondere Werkstoffprüfvorrichtungen, finden typischerweise Einsatz in der Prüfung von Eigenschaften von Werkstücken und Werkstoffen. Eine spezielle Ausführung einer Prüf Vorrichtung ist eine Materialprüfmaschine, die Prüfkräfte hydraulisch über Druckzylinder oder elektromotorisch über Gewindespindeln erzeugt. Diese Materialprüfmaschinen müssen für die maximale Prüfkraftleistung ausgelegt werden. Herkömmliche Materialprüfmaschinen weisen typischerweise einen großen Raumbedarf auf, da die Erzeugung von Zugkräften von beispielsweise 50 kN sehr große Antriebseinheiten, wie Elektromotoren, Treiberstufen und weitere große Maschinenelemente erfordert. Diese Materialprüfmaschinen sind meistens nur für den stationären Einsatz geeignet. In DE 522 425 C sind Zugfestigkeitsprüfer gezeigt, bei denen die Belastung des Probekörpers durch ein Gewicht erzeugt wird. Test devices, in particular material testing devices, are typically used in the testing of properties of workpieces and materials. A special embodiment of a testing device is a material testing machine which generates test forces hydraulically via pressure cylinders or electromotively via threaded spindles. These material testing machines must be designed for the maximum test power. Conventional material testing machines typically have a large space requirement, since the generation of tensile forces of, for example, 50 kN requires very large drive units, such as electric motors, driver stages and other large machine elements. These materials testing machines are mostly suitable only for stationary use. In DE 522 425 C tensile testers are shown in which the load of the test specimen is generated by a weight.
DE 1 125 206 B zeigt einen Prüfstand für Maschinen- und Geräteteile. In dem Prüfstand kann der Prüfling in einem evakuierten, mit einer Schutzwand ausgekleideten Rezipien- ten erforderlichenfalls bis über die Bruchgrenze von zentrifugal wirkenden Kräften beansprucht werden. Die Prüfung wird bei Rotoren von Arbeits- und Kraftmaschinen, wie z.B. Turbinen- und Verdichterläufern, oder bei Rotoren von elektrischen Maschinen durchgeführt, um die Zerreißfestigkeit einer gegebenen Konstruktion zu überprüfen. DE 1 125 206 B shows a test stand for machine and device parts. In the test stand, if necessary, the test specimen in an evacuated receiver lined with a protective wall can be stressed beyond the breaking point of centrifugally acting forces. The test is applied to rotors of working and power machines, such as e.g. Turbine and compressor rotors, or performed on rotors of electrical machines to check the tensile strength of a given construction.
In DE 202 14 292 U1 ist eine Zugprüfmaschine mit einem Maschinenrahmen gezeigt. Der Maschinenrahmen besteht aus einer Sockeltraverse, einer Quertraverse und die beiden Traversen verbindenden Führungssäulen. Zwischen den Traversen ist eine Prüfeinrichtung angeordnet. Die Führungssäulen sind als einseitig wirkende Druckmittelzylinder ausgebildet mit einem Zylindergehäuse und einem in dem Zylindergehäuse geführten Zylinderkolben. EP 2 570 791 A2 zeigt eine Vorrichtung zur Bestimmung der biaxialen Dehnungskennwerte einer Probe. Die Vorrichtung hat eine Zugprüfmaschine mit vier Probenhaltern. Die Zugprüfmaschine hat ein feststehendes Glied, ein bewegbares Glied und einen Kraftaufnehmer zur Messung der für die Verformung der Probe benötigten Kraft in Abhängigkeit vom Weg des bewegbaren Gliedes. Die Vorrichtung ermöglicht es biaxiale Dehnungskennwerte einer Probe in zwei zueinander senkrechten Achsen der Probe anhand des Spannungs- und Dehnungsdiagramms zu bestimmen. Eine Probe kann beispielsweise ein Kunststoff oder ein Verbundmaterial, z.B. ein kunststoffgebundener Festtreibstoff sein. DE 202 14 292 U1 shows a tensile testing machine with a machine frame. The machine frame consists of a base traverse, a crossbeam and the two trusses connecting guide columns. Between the traverses a test device is arranged. The guide columns are designed as unidirectional pressure cylinder with a cylinder housing and a guided in the cylinder housing cylinder piston. EP 2 570 791 A2 shows a device for determining the biaxial strain characteristics of a sample. The device has a tensile testing machine with four sample holders. The tensile testing machine has a fixed member, a movable member and a force transducer for measuring the force required for the deformation of the sample in response to the path of the movable member. The device makes it possible to determine biaxial strain characteristics of a sample in two mutually perpendicular axes of the sample on the basis of the stress and strain diagram. For example, a sample may be a plastic or a composite material, e.g. be a plastic bound solid fuel.
Ziel der Erfindung ist es eine verbesserten Prüfvorrichtung zu schaffen. Erfindungsgemäß wird zum Erreichen dieses Ziels eine Prüfvorrichtung zum Prüfen eines Prüflings durch eine auf den Prüfling wirkende Zentrifugalkraft vorgeschlagen, die einen Rotationsantrieb, eine Rotationseinheit, eine Befestigungsvorrichtung, wenigstens eine Kompensationseinheit und eine Streckenmesseinheit aufweist. Der Prüfling weist wenigstens einen Prüfkörper, beispielsweise ein Kabel, eine Stange, ein Rohr, oder einen an- dersgeformten Prüfkörper auf. Die Rotationseinheit ist mit dem Rotationsantrieb verbunden und ausgebildet um eine Rotationsachse zu rotieren, wenn die Rotationseinheit von dem Rotationsantrieb angetrieben wird. Die Befestigungsvorrichtung ist mit der Rotati- onseinheit verbunden oder bildet einen Teil der Rotationseinheit und ist zum Befestigen eines jeweiligen Prüflings ausgebildet. Die wenigstens eine Kompensationseinheit ist ausgebildet, für den Fall, dass der Rotationsantrieb die Rotationseinheit antreibt und ein Prüfling an und/oder in der Befestigungsvorrichtung befestigt ist, sicherzustellen, dass ein Massenschwerpunkt der rotierend angetriebenen Massen einschließlich der Massen von Rotationseinheit, Befestigungsvorrichtung und Prüfling mit der Rotationsachse zusammenfällt. Die Streckenmesseinheit ist ausgebildet während des Betriebs der Prüfvorrichtung eine Länge des Prüflings und/oder eine Position des Prüflings relativ zur Streckenmesseinheit zu messen, wenn der Prüfling an und/oder in der Befestigungsvorrichtung befestigt ist. The aim of the invention is to provide an improved testing device. According to the invention, a test device for testing a test specimen by a centrifugal force acting on the test specimen is proposed which has a rotary drive, a rotation unit, a fastening device, at least one compensation unit and a distance measuring unit. The test specimen has at least one test specimen, for example a cable, a rod, a tube, or a differently shaped specimen. The rotary unit is connected to the rotary drive and is configured to rotate about an axis of rotation when the rotary unit is driven by the rotary drive. The fastening device is compatible with the Rotati Onseinheit connected or forms part of the rotation unit and is designed for fastening a respective test piece. The at least one compensation unit is configured to ensure that a center of mass of the rotationally driven masses, including the masses of rotation unit, fastening device and test specimen, is mounted to the rotation unit and a specimen is attached to and / or in the fastening device Rotation axis coincides. During the operation of the test apparatus, the distance measuring unit is designed to measure a length of the test object and / or a position of the test object relative to the distance measuring unit when the test object is attached to and / or in the fastening device.
Der Prüfling ist an und/oder in der Prüfvorrichtung befestigt und wird durch die Prüfvorrichtung um die Rotationsachse gedreht, wodurch eine Zentrifugalkraft in einer Ebene senkrecht zur Rotationsachse auf den gesamten Prüfling wirkt bzw. wirken kann. The test piece is attached to and / or in the test apparatus and is rotated by the test apparatus about the axis of rotation, whereby a centrifugal force in a plane perpendicular to the axis of rotation on the entire test piece acts or can act.
Durch die Kompensationseinheit wird Unwucht vermieden und ggf. ausgeglichen. Un- wucht tritt insbesondere durch eine aufgrund der Dehnung des Prüflings bedingte Mas- senschwerpunktverschiebung des Prüflings auf. Unwucht kann auch bereits durch Anbringen des Prüflings bedingt sein, beispielsweise, wenn der Massenschwerpunkt bereits beim Anbringen der Prüflings nicht mit der Rotationsachse zusammenfällt. Die Kompensationseinheit dient somit also zum Auswuchten der Prüfvorrichtung und erlaubt so auch hohe Rotationsgeschwindigkeiten und damit auch hohe Prüfkräfte, die mit nur geringer Antriebskraft und Antriebsleistung erreicht werden können. Die Kompensationseinheit kann unterschiedliche Funktionsweisen haben, um sicherzustellen, dass der Massenschwerpunkt der rotierend angetriebenen Massen einschließlich der Massen von Rotationseinheit, Befestigungsvorrichtung und Prüfling mit der Rotationsachse zusammenfällt. Die Kompensationseinheit kann beispielsweise mit Hilfe von beweglichen oder verschiebbaren Massen den Massenschwerpunkt während des Betriebs anpassen. Die Kompensationseinheit kann aber auch dazu ausgebildet sein, den Prüfling derart anzuordnen, dass gar keine Massenschwerpunktverschiebung des Prüflings auftritt, beispielsweise, indem sie sicherstellt, dass sich der Prüfling im Betrieb zu beiden Seiten der Rotationsachse im gleichem Maße ausdehnt. The compensation unit prevents imbalance and compensates it if necessary. In particular, imbalance occurs due to the mass center of gravity displacement of the test specimen due to the elongation of the specimen. Imbalance can already be caused by attaching the test specimen, for example, if the center of mass does not coincide with the attachment of the test specimens with the axis of rotation. The compensation unit thus serves for balancing the test apparatus and thus also allows high rotational speeds and thus high test loads, which can be achieved with only low driving force and drive power. The compensation unit may have different modes of operation to ensure that the center of mass of the rotationally driven masses, including the masses of rotary unit, fixture and specimen, coincides with the axis of rotation. The compensation unit can, for example, adjust the center of mass during operation with the aid of movable or displaceable masses. However, the compensation unit can also be designed to arrange the test object in such a way that no mass center of gravity displacement of the test object occurs, for example by ensuring that the test object expands to the same extent during operation on both sides of the axis of rotation.
Ein Prüfling kann einen Prüfkörper, z.B. ein Kabel, und an dem Prüfkörper befestigte Verbindungselemente, z.B. ein über eine Crimpverbindung verbundener Schaft, eine Öse, ein Stecke, eine Buchse, oder dergleichen umfassen, um den Prüfkörper an der Prüfvorrichtung und an eventuellen zusätzlichen Zugmassen, beispielsweise zwei jeweils an den sich gegenüberliegenden Längsenden des Prüfkörpers zu befestigende Zugmas- sen, zu befestigen. Ein Prüfkörper kann beispielsweise ein Kabel mit einem inneren metallischen Teil und einer äußeren biegeschlaffen isolierenden Ummantelung sein. Der Prüfling kann beispielsweise mit Hilfe einer Crimpverbindung an und/oder in der Prüfvor- richtung und/oder Zugmassen befestigt sein. Der Prüfling kann einen oder mehrere Werkstoffe, beispielsweise wie bei einem elektrisch-leitenden Kabel einen metallischen Teil und einen Kunststoffteil aufweisen. Prüfen eines Prüflings ist hier zu verstehen als Prüfen der Eigenschaften des Prüflings und zwar insbesondere der Zugfestigkeit und Dehnungseigenschaften des Prüflings sowie z.B. gegebenenfalls der Verbindung zwi- sehen Verbindungselement und Prüfkörper. In diesem Fall wird der Prüfling von dem Prüfkörper und dem Verbindungselement gebildet, so dass beispielsweise geprüft werden kann, ob zuerst der Prüfkörper oder die Verbindung des Prüfkörpers zur Prüfvorrichtung reißt, wenn die Zentrifugalkraft kontinuierlich bis zu einem Abriss des Prüflings erhöht wird. Es kann beispielsweise auch geprüft werden, ob die Verbindung zwischen Prüfkörper und Verbindungselement oder der Prüfkörper zuerst reißt. In einer Ausgestaltung kann ein Prüfkörper verwendet werden, der eine viel größere Zugfestigkeit gegenüber den Verbindungen zum Verbindungselement aufweist, so dass im Wesentlichen die Verbindungen geprüft werden. Es können auch verschiedene Verbindungen und Verbindungselemente einen Teil des Prüflings bilden. Die Streckenmesseinheit kann die Länge und/oder die Position (z.B. Verlagerung) des Prüflings relativ zur Streckenmesseinheit bestimmen. Die Streckenmesseinheit kann daher beispielsweise verwendet werden, um eine Dehnungsmessung durchzuführen. Hierbei wird mit Hilfe der Streckenmesseinheit eine Länge des Prüflings in einem ruhenden Zustand gemessen und diese Länge mit einer von der Streckenmesseinheit gemes- senen Länge des Prüflings in einem rotierenden Zustand verglichen. Die Streckenmesseinheit kann beispielsweise eine Messskala aufweisen, die es ermöglicht sowohl im ruhenden, als auch im rotierenden Zustand des Prüflings dessen Länge zu bestimmen. Weiterhin kann die Streckenmesseinheit beispielsweise einen Wegmesser oder Winkelmesser aufweisen. Die Streckenmesseinheit kann insbesondere auch so ausgebildet sein, dass sie die zu bestimmende (Weg-) Länge indirekt bestimmt, z.B. durch Nachführen von Haltelementen zum Halten des Prüflings. A test specimen may comprise a test specimen, eg a cable, and fasteners attached to the test specimen, eg a shank connected via a crimp connection, an eyelet, a plug, a socket, or the like, around the test specimen on the test apparatus and on any additional tensile masses. for example, two each at the opposite longitudinal ends of the test specimen to be attached Zugmas- sen to secure. For example, a test specimen may be a cable having an inner metallic part and an outer limp insulating sheath. The test specimen can be attached to and / or in the test device and / or traction compounds, for example, by means of a crimp connection. The test object may comprise one or more materials, for example a metallic part and a plastic part, as in the case of an electrically conductive cable. Testing a device under test is to be understood as testing the properties of the device under test, in particular the tensile strength and elongation properties of the device under test and, for example, if necessary, the connection between the connecting element and the test element. In this case, the test piece is formed by the test piece and the connecting member, so that it can be checked, for example, first, if the test piece or the connection of the test piece to the tester tears when the centrifugal force is continuously increased to a demolition of the test piece. It can also be checked, for example, whether the connection between the test specimen and the connecting element or the test specimen breaks first. In one embodiment, a test specimen may be used which has a much greater tensile strength against the connections to the connecting element, so that essentially the connections are tested. Various connections and connecting elements can also form part of the test object. The distance measuring unit can determine the length and / or the position (eg displacement) of the test object relative to the distance measuring unit. The distance measuring unit can therefore be used, for example, to perform a strain measurement. In this case, a length of the test object in a stationary state is measured with the aid of the distance measuring unit, and this length is compared with a length of the test object measured by the distance measuring unit in a rotating state. The distance measuring unit can, for example, have a measuring scale which makes it possible to determine its length both in the stationary state and in the rotating state of the device under test. Furthermore, the distance measuring unit can have, for example, a displacement meter or protractor. In particular, the distance measuring unit can also be designed such that it indirectly determines the (path) length to be determined, for example by tracking holding elements for holding the test object.
Ein Aspekt der Erfindung ist es, dass die Prüfkraft zum Prüfen des Prüflings durch eine Zentrifugalbeschleunigung der Masse des Prüflings, d.h. als Zentrifugalkraft, erzeugt wird. Die Erfindung schließt die Erkenntnis ein, dass das Prüfen eines Prüflings mit einer Zentrifugalkraft als Prüfkraft eine relativ kleine Vorrichtungsgröße bei vergleichsweise hoher Prüfkraft, beispielsweise 50 kN ermöglicht. Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist, dass die Prüfkraft ohne signifikante Energieverluste dauerhaft aufrechterhalten werden kann, da der Antrieb nach einer Beschleunigungsphase nur Luft- und Lagerreibung überwinden muss, die mit Hilfe geeigneter, beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannter Maßnahmen reduziert werden können. Weiterhin ist die Prüfkraft über eine Drehzahl, beispielsweise 1200 U/min. genau einstellbar, wobei eine Energiezufuhr zur Prüfvorrichtung die Drehzahl und somit die Prüfkraft erhöht. Während eines Prüfzyklus' muss abgesehen von der zur Überwindung der geringen Reibung notwendigen Energie im Wesentlichen nur die zur Beschleunigung der rotierend angetriebenen Massen notwendige Bewegungsenergie zugeführt werden. Es können somit sehr große Prüfkräfte, beispielsweise von 50 kN oder auch beispielsweise bis zu 100 kN mit geringer Antriebskraft erzeugt werden. Vorteilhaft entstehen die Prüfkräfte in Form von zentrifugalen Trägheitskräften direkt an jedem Atom des Prüflings. Es ist keine aufwendige Prüflingsspannvorrichtung nötig die von Außen, beispielsweise durch eine Kabelisolation, bei einem Haftreibungskoeffizienten von ca. 1 , eine der Prüfkraft entsprechende Spannkraft erzeugen muss. One aspect of the invention is that the test force for testing the specimen by centrifugal acceleration of the mass of the specimen, ie generated as a centrifugal force becomes. The invention includes the insight that testing a sample with a centrifugal force as a test force allows a relatively small device size with a comparatively high test force, for example 50 kN. Another aspect of the invention is that the test load can be maintained permanently without significant energy losses, since the drive must overcome only air and bearing friction after an acceleration phase, which can be reduced by means of suitable, for example, known from the prior art measures. Furthermore, the test load is over a speed, for example 1200 U / min. precisely adjustable, with an energy input to the tester increases the speed and thus the test load. During a test cycle, apart from the energy necessary to overcome the low friction, essentially only the kinetic energy required to accelerate the rotationally driven masses must be supplied. Thus, it is possible to generate very large test loads, for example of 50 kN or even, for example, up to 100 kN with low driving force. Advantageously, the test forces arise in the form of centrifugal inertial forces directly on each atom of the test specimen. There is no complex Prüflingsspannvorrichtung necessary from the outside, for example, by a cable insulation, with a coefficient of static friction of about 1, must generate a corresponding test force clamping force.
In einer Ausgestaltung der Prüf Vorrichtung weist die Befestigungsvorrichtung zwei Halte- elemente auf, die mit wenigstens einem Einstellelement verbunden sind. Es kann auch jedes der zwei Halteelemente mit einem Einstellelement verbunden sein. Das wenigstens eine Einstellelement ist mit der Rotationseinheit verbunden oder bildet einen Teil der Rotationseinheit. Das wenigstens eine Einstellelement ist derart angeordnet und ausgebildet, dass es wenigstens einen Teil der Kompensationseinheit bildet. Jedes der Halte- elemente ist dazu angeordnet und ausgebildet den Prüfkörper an oder nahe einem jeweiligen Längsende des Prüfkörpers zu halten und das wenigstens eine Einstellelement ist dazu ausgebildet das jeweilige Halteelement wenigstens entlang einer Prüflingslängsachse zu verschieben. Die Halteelemente werden bevorzugt durch das Einstellelement in gegenläufige Richtungen verschoben, so dass die Halteelemente entweder aufeinander zu oder voneinander weg verschoben werden. Die Halteelemente können auch unterschiedlich weit verschoben werden, insbesondere kann auch nur eines der Halteelemente verschoben werden, beispielsweise, um eine dem Prüfling inhärente asymmetrische Massenverteilung zu berücksichtigen. In one embodiment of the test device, the fastening device has two holding elements, which are connected to at least one adjusting element. It can also be connected to an adjustment of each of the two holding elements. The at least one adjustment element is connected to the rotation unit or forms part of the rotation unit. The at least one adjusting element is arranged and formed such that it forms at least part of the compensation unit. Each of the holding elements is arranged and designed to hold the test body at or near a respective longitudinal end of the test body and the at least one adjusting element is adapted to move the respective holding element at least along a Prüflingslängsachse. The holding elements are preferably displaced by the adjusting element in opposite directions, so that the holding elements are moved either towards or away from each other. The holding elements can also be moved to different heights, in particular, only one of the holding elements can be moved, for example, to take into account an asymmetric mass distribution inherent in the test specimen.
Die Kompensationseinheit der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung der Prüfvorrich- tung funktioniert nach dem Prinzip den Prüfling derart anzuordnen, dass gar keine Mas- senschwerpunktverschiebung des Prüflings beim Betrieb der Prüfvorrichtung, d.h. Rotieren des Prüflings, auftritt. Die Halteelemente halten den Prüfkörper an oder nahe den Längsenden des Prüfkörpers. Der Prüfling kann an den jeweiligen Längsenden des Prüfkörpers, beispielsweise eines Kabels, Verbindungselemente aufweisen, beispiels- weise einen über eine Crimpverbindung verbundenen Schaft, Ösen, Stecker, Buchsen oder dergleichen, die einen größeren Außendurchmesser als der Prüfkörper haben. In diesem Fall können die Halteelemente bis zum Übergang vom Prüfkörper zum Verbindungselement verschoben werden und beim weiteren Verschieben wirkt die durch die Rotation der Rotationseinheit bewirkte Zugkraft dann auch auf die Verbindungen von Verbindungselementen und Prüfkörper. Dadurch, dass die Prüfvorrichtung im Betrieb rotiert, wirkt eine Zugkraft auf die Komponenten der Prüfvorrichtung, insbesondere die Einstellelemente und Halteelemente, so dass ein Verschieben der Halteelemente voneinander weg, d.h. in Richtung der wirkenden Zugkraft, im Wesentlichen ohne Kraftaufwand möglich ist. Durch Verschieben der Halteelemente voneinander weg, wird Zugkraft in den Prüfkörper eingebracht. Bevorzugt können auch Zugmassen an den jeweiligen Längsenden des Prüflings angeordnet werden, um die auf den Prüfling wirkende Zugkraft zu erhöhen und ein Verschieben der Halteelemente entlang der Prüflingslängsachse zu erleichtern. The compensation unit of the embodiment of the test device described above functions according to the principle of arranging the test item in such a way that no mass is present. center of gravity displacement of the test specimen during operation of the test device, ie rotation of the specimen occurs. The holding elements hold the test specimen at or near the longitudinal ends of the test specimen. The test object may have connecting elements at the respective longitudinal ends of the test body, for example a cable, for example a shaft, eyelets, plugs, sockets or the like which are connected via a crimp connection and have a larger outside diameter than the test body. In this case, the holding elements can be moved to the transition from the test specimen to the connecting element and during further displacement caused by the rotation of the rotation unit tensile force then acts on the connections of fasteners and test specimen. Characterized in that the test device rotates during operation, a tensile force on the components of the test device, in particular the adjusting elements and holding elements, so that a displacement of the holding elements away from each other, ie in the direction of the tensile force acting substantially without effort is possible. By moving the holding elements away from each other, tensile force is introduced into the test specimen. Preferably, also tensile masses can be arranged at the respective longitudinal ends of the test piece in order to increase the tensile force acting on the test piece and to facilitate a displacement of the holding elements along the longitudinal axis of the test piece.
Die vorstehend beschriebene Ausgestaltung der Prüfvorrichtung ermöglicht es aufgrund der Halteelemente und Einstellelemente den Prüfling symmetrisch um die Rotationsachse anzuordnen, so dass der Massenschwerpunkt zu jeder Zeit mit der Rotationsachse zusammenfällt. Weiterhin ermöglicht die Ausgestaltung der Prüfvorrichtung den Prüfling mit einer Zugkraft zu prüfen, indem die Halteelemente im Wesentlichen ohne Kraftaufwand voneinander weg verschoben werden können, um die durch die Rotation erzeugte Zugkraft in den Prüfling einzubringen. Die Prüfvorrichtung kann in einem Gehäuse eingebaut sein, um beim Abriss des Prüflings herumfliegende Teile des Prüflings durch eine Gehäusewand abzufangen. Beim Abriss des Prüflings wird die Zugkraft wieder auf die Halteelemente und Einstellelemente übertragen. The above-described embodiment of the test device makes it possible to arrange the specimen symmetrically about the axis of rotation due to the holding elements and adjusting elements, so that the center of gravity coincides with the axis of rotation at all times. Furthermore, the design of the test device allows to examine the specimen with a tensile force by the holding elements can be moved away from each other substantially without any effort to introduce the tensile force generated by the rotation in the specimen. The test device can be installed in a housing to intercept parts of the test object flying around during the demolition of the test object through a housing wall. In the demolition of the test specimen, the tensile force is transferred back to the holding elements and adjusting elements.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Prüf Vorrichtung weist die Kompensationseinheit wenigstens eine parallel zu einer Prüflingslängsachse angeordnete Führung auf, die fest mit der Rotationseinheit verbunden ist oder einen Teil der Rotationseinheit bildet, Die Befestigungsvorrichtung weist zwei mit der Führung wirkverbundene verschiebbare Halteelemente auf, die jeweils dazu ausgebildet sind den Prüfling an oder nahe einem jeweiligen Längsende des Prüfkörpers zu halten. Die Halteelemente sind entlang der Führung verschiebbar. Die vorstehend beschriebene bevorzugte Ausgestaltung der Prüfvorrichtung funktioniert nach dem Prinzip den Prüfling derart anzuordnen, dass gar keine Massenschwerpunkt- verschiebung des Prüflings beim Betrieb der Prüfvorrichtung, d.h. Rotieren des Prüflings, auftritt. Hierfür halten die Halteelemente den Prüfkörper an oder nahe eines jeweiligen Längsendes des Prüfkörpers. Die Halteelemente können den Prüfkörper fest einschließen, so dass er in alle Richtungen fest gehalten wird, oder der Prüfkörper kann locker im Halteelement gehalten werden, so dass der Prüfkörper mechanisches Spiel hat und der Prüfling oder die Halteelemente um eine bestimmte Strecke verschoben werden können, ohne eine Zugkraft in den Prüfling einzubringen. Der Prüfkörper kann an seinen jeweili- gen Längsenden mit Verbindungselementen verbunden sein, die einen größeren Außendurchmesser als der Prüfkörper aufweisen. Die Halteelemente können in diesem Fall bevorzugt nur bis zu den Verbindungselementen verschoben werden, ohne eine Zugkraft in den Prüfling einzubringen. Ein weiteres Verschieben der Halteelemente erzeugt eine auf den Prüfling wirkende Zugkraft durch die Halteelemente. Wirkverbunden ist hier derart zu verstehen, dass die Halteelemente direkt mit der Führung verschiebbar verbunden sind oder noch weitere Elemente zwischen den Halteelementen und der Führung angeordnet sind, beispielsweise ein Verbindungselement, z.B. ein fester Metallblock und ein Einstellelement, wie beispielsweise eine im Verbindungselement rotierbare, jedoch nicht verschiebbare Mutter mit einem Innengewinde oder dergleichen. Die Prüfvorrichtung in ihrer vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltung kann Einstellelemente zum Einstellen der Position des jeweiligen Halteelements entlang der Führung aufweisen. Mittels der Einstellelemente können die Halteelemente entlang der Führung bzw. entlang der Prüflingslängsachse verschoben werden. In a preferred embodiment of the test device, the compensation unit has at least one parallel to a Prüflingslängsachse arranged guide which is fixedly connected to the rotation unit or forms part of the rotation unit, the fastening device has two operatively connected to the guide displaceable holding elements, each adapted thereto The specimen shall be held at or near a respective longitudinal end of the specimen. The holding elements are displaceable along the guide. The preferred embodiment of the test device described above functions according to the principle of arranging the test object such that no mass center of gravity displacement of the test object during operation of the test device, ie rotation of the test object, occurs. For this purpose, the holding elements hold the test specimen at or near a respective longitudinal end of the test specimen. The holding elements can firmly enclose the test piece so that it is held firmly in all directions, or the test piece can be loosely held in the holding element, so that the test piece has mechanical play and the test piece or the holding elements can be moved by a certain distance, without to introduce a tensile force into the test object. The test specimen can be connected at its respective longitudinal ends with connecting elements which have a larger outer diameter than the test specimen. The holding elements can be moved in this case, preferably only up to the connecting elements, without introducing a tensile force in the specimen. Further displacement of the retaining elements generates a tensile force acting on the test specimen through the retaining elements. Actively connected is to be understood here such that the holding elements are connected directly to the guide slidably or even more elements between the holding elements and the guide are arranged, for example, a connecting element, for example, a solid metal block and a setting element, such as a rotatable in the connecting element, however non-displaceable nut with an internal thread or the like. The test device in its preferred embodiment described above may comprise adjusting elements for adjusting the position of the respective holding element along the guide. By means of the adjusting elements, the holding elements along the guide or along the Prüflingslängsachse be moved.
Bevorzugt weist die Prüfvorrichtung in ihrer vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltung zwei Zugmassen auf, die entlang der Führung verschiebbar sind und jeweils mit einem der Halteelemente verbunden sind. Hierdurch kann die auf den Prüfling wirkende Zugkraft erhöht werden. Die Zugmassen können beispielsweise jeweils ein Gewicht von über 1 kg, beispielsweise über 5 kg, beispielsweise über 10 kg, beispielsweise über 15 kg, beispielsweise 18 kg oder beispielsweise über 20 kg haben. Jede der Zugmassen ist bevorzugt über eines der Haltelemente mit dem Prüfkörper verbunden. Die Zugmasse kann einen Teil eines Halteelements bilden. Beispielsweise kann die Zugmasse ein Gewinde aufweisen, das in ein Gegengewinde eines Einstellelements eingreift, das mit der Führung verbunden ist. Über das Gewinde kann die Zugmasse verschoben werden. Dies ist beispielsweise über ein von einem Antrieb angetriebenes Antriebsrad möglich, das das Einstellelement drehend antreiben und so Zugmasse und Halteelement über das Gewinde verschieben kann. In its preferred embodiment described above, the test device preferably has two traction masses which are displaceable along the guide and are each connected to one of the holding elements. As a result, the tensile force acting on the test specimen can be increased. The tensile compositions may, for example, in each case have a weight of more than 1 kg, for example more than 5 kg, for example more than 10 kg, for example more than 15 kg, for example 18 kg or for example more than 20 kg. Each of the Zugmassen is preferably connected via one of the holding elements with the test specimen. The tensile mass may form part of a holding element. For example, the Zugmasse have a thread which engages in a mating thread of a setting member which is connected to the guide. About the thread, the train mass can be moved. This is for example via a driven by a drive Drive wheel possible, which drive the adjusting element rotating and so can move the traction mass and retaining element on the thread.
Im Betrieb der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltung der Prüfvorrichtung, d.h. beim Rotieren des Prüflings mit einer bestimmten Drehzahl, können die Halte- elemente entlang der Führung verschoben werden ohne dass ein wesentlicher Kraftaufwand erforderlich ist, da die durch die Rotation erzeugte Zugkraft bereits auf die Komponenten der Prüfvorrichtung wirkt. Die Einstellelemente zum Einstellen der Position des jeweiligen Halteelements entlang der Führung dienen dazu die Halteelemente zu verschieben. Wenn die Halteelemente dicht nebeneinander entlang der Prüflingslängsachse am Prüfkörper angeordnet wären und den Prüfkörper nicht fest halten würden, könnte der Prüfling entlang der Prüflingsachse verrutschen, wodurch eine Unwucht auftreten könnte. In diesem Fall würde der Massenschwerpunkt der rotierend angetriebenen Massen nicht mit der Rotationsachse zusammenfallen. Die Kompensationseinheit ist dafür vorgesehen, eine solche Situation zu verhindern. Die Halteelemente können verschoben werden, indem die Einstellelemente die Halteelemente voneinander weg verschieben. Durch Verschieben der Halteelemente zum jeweiligen Längsende oder in die Nähe des jeweiligen Längsendes des Prüfkörpers, kann der Prüfling symmetrisch um die Rotationsachse so angeordnet werden, dass der Massenschwerpunkt der rotierenden Massen auf der Rotationsachse liegt. Wenn die Halteelemente noch weiter voneinander weg verschoben werden, d.h. in Richtung der durch die Rotation erzeugten Zentrifugalkraft, wirkt die auf die Zugmassen wirkende Zentrifugalkraft als Zugkraft zunehmend auf den Prüfling. Zuvor, d.h. solange die Halteelemente nicht nachgestellt werden, wirkt die auf die Zugmasse wirkende Zentrifugalkraft auf die Führung, die Einstellelemente und die Halteelemente. Die Einstellelemente können dadurch die Halteelemente im Wesentlichen ohne Kraftaufwand verschieben, bis die in die Führung eingebrachte Zugkraft minimiert ist und die in den Prüfling eingebrachte Zugkraft maximiert ist. Wenn die Drehzahl der Prüf Vorrichtung weiter erhöht wird, erhöht sich die Zentrifugalkraft und wird zum Teil wieder von der Führung aufgenommen. Durch ein erneutes Verschieben der Halteelemente kann die in die Führung eingebrachte Zugkraft wieder minimiert werden, so dass schließlich die gesamte wirkende Zentrifugalkraft als Zugkraft (und Prüfkraft) in den Prüfling eingeleitet wird. Durch die durch die Drehzahl definierte Rotationsgeschwindigkeit, die bekannten Massen der Komponenten der Vorrichtung und des Prüflings und deren Position kann die auf den Prüfling wirkende Zugkraft bestimmt werden und durch den von den Halteelementen zurückgelegten Weg können dann Dehnungs- und Zugfes- tigkeitseigenschaften des Prüflings bestimmt werden. Bevorzugt weist im Fall der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltung der Prüfvorrichtung die Streckenmesseinheit einen Wegmesser oder einen Winkelmesser auf, der die Bewegung der Einstellelemente und damit indirekt die Verschiebung der Halteelemente entlang der Prüflingslängsachse erfasst. Alternativ kann die Erfassung des Weges direkt über einen Wegmesser erfolgen. Vorzugsweise ist die Streckenmesseinheit ausgebildet die durch die Drehung eines mit dem jeweiligen Einstellelement verbundenen Antriebsrads verursachte Winkeländerung mit Hilfe des Winkelmessers zu erfassen. In operation of the preferred embodiment of the test device described above, ie when rotating the test specimen at a certain speed, the holding elements can be moved along the guide without a significant effort is required because the tensile force generated by the rotation already on the components of Testing device acts. The adjusting elements for adjusting the position of the respective holding element along the guide serve to move the holding elements. If the holding elements were arranged close to each other along the specimen longitudinal axis on the specimen and would not hold the specimen firmly, the specimen could slip along the specimen axis, which could cause an imbalance. In this case, the center of mass of the rotationally driven masses would not coincide with the axis of rotation. The compensation unit is intended to prevent such a situation. The holding elements can be moved by the adjustment elements move the holding elements away from each other. By moving the holding elements to the respective longitudinal end or in the vicinity of the respective longitudinal end of the specimen, the specimen can be arranged symmetrically about the axis of rotation so that the center of gravity of the rotating masses lies on the axis of rotation. If the holding elements are moved even further away from each other, ie in the direction of the centrifugal force generated by the rotation, the centrifugal force acting on the Zugmassen acts as a tensile force increasingly on the test object. Previously, ie as long as the retaining elements are not readjusted, the centrifugal force acting on the train mass acts on the guide, the adjusting elements and the retaining elements. The adjusting elements can thereby displace the holding elements substantially without any effort until the tensile force introduced into the guide is minimized and the tensile force introduced into the test object is maximized. As the rotational speed of the testing device is further increased, the centrifugal force increases and is partially absorbed by the guide. By a further displacement of the holding elements, the tensile force introduced into the guide can be minimized again, so that finally the entire acting centrifugal force is introduced as tensile force (and test force) into the test object. By means of the rotation speed defined by the rotational speed, the known masses of the components of the device and of the test object and their position, the tensile force acting on the test specimen can be determined, and by the path traveled by the retaining elements, expansion and tensile properties of the test specimen can then be determined , Preferably, in the case of the preferred embodiment of the test device described above, the distance measuring unit has a displacement meter or protractor which detects the movement of the adjusting elements and thus indirectly the displacement of the holding elements along the longitudinal axis of the test piece. Alternatively, the detection of the path can be done directly via a odometer. Preferably, the distance measuring unit is designed to detect the angle change caused by the rotation of a driving wheel connected to the respective adjusting element by means of the protractor.
Weiterhin kann im Fall der vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltung der Prüfvorrichtung jede der Zugmassen wenigstens ein Rad aufweisen, das auf der Führung abrollt. Die Führung kann beispielsweise eine, zwei, vier, sechs, acht oder mehr parallel zur Prüflingsachse angeordnete Führungsschienen oder Führungsstäbe aufweisen. Bevorzugt sind die Führungsschienen oder Führungsstäbe symmetrisch um die Befestigungsvorrichtung für den Prüfling angeordnet, so, dass wenn ein Prüfling in der Befesti- gungsvorrichtung befestigt ist, die Führungsschienen oder Führungsstäbe vom Prüfling einen identischen Abstand aufweisen. Die Führung ist vorzugsweise so gestaltet, dass sie sich unter Zugkraft nur sehr wenig dehnt bzw. eine im Verhältnis zum Prüfling zu vernachlässigende Dehnung aufweist. Vorzugsweise ist ein Kraftsensor, beispielsweise ein Dehnungsmessstreifen oder dergleichen mit der Führung verbunden, um die auf die Führung wirkende Zentrifugalkraft zu erfassen. Bevorzugt weist jede der Zugmassen wenigstens ein Rad für jede der Führungsschienen oder Führungsstäbe der Führung auf. Das Rad ist bevorzugt zwischen der Zugmasse und der Führung angeordnet und entlang der Führung geführt. Das jeweilige Rad hat die Wirkung die Reibung zwischen Zugmasse und Führung beim Verschieben der Zugmasse entlang der Führung zu verringern. Ein Aspekt der vorstehend beschriebenen Ausgestaltung der Prüfvorrichtung ist es, dass sich beim Abriss der Prüflings die Zugmassen nicht frei nach außen bewegen und dabei eine große Radialgeschwindigkeit annehmen können, da diese durch die Einstellelemente gehalten werden und somit anstatt dessen die Zugkraft am Gewinde angreift. Auf diese Weise können sehr große Kräfte die ansonsten beim Abbremsen der abgerissenen Zugmasse auftreten könnten, vermieden werden. Furthermore, in the case of the preferred embodiment of the test apparatus described above, each of the tensile masses may comprise at least one wheel which rolls on the guide. The guide may, for example, have one, two, four, six, eight or more guide rails or guide rods arranged parallel to the test piece axis. The guide rails or guide rods are preferably arranged symmetrically around the fastening device for the test object, so that when a test object is fastened in the fastening device, the guide rails or guide rods have an identical spacing from the test object. The guide is preferably designed so that it expands very little under tensile force or has a negligible in relation to the specimen elongation. Preferably, a force sensor, such as a strain gauge or the like is connected to the guide to detect the centrifugal force acting on the guide. Preferably, each of the Zugmassen on at least one wheel for each of the guide rails or guide rods of the guide. The wheel is preferably arranged between the traction mass and the guide and guided along the guide. The respective wheel has the effect of reducing the friction between the traction mass and the guide when moving the traction mass along the guide. One aspect of the embodiment of the test device described above is that the tensile masses can not move freely outwardly during the demolition of the test specimens and can thereby assume a high radial velocity, since these are held by the adjusting elements and thus instead acts on the tensile force on the thread. In this way, very large forces that might otherwise occur when braking the demolished train mass can be avoided.
In einer Ausgestaltung weist die Kompensationseinheit wenigstens eine erste mittels der Kompensationseinheit verschiebbare Kompensationsmasse auf. Die rotierend angetriebenen Massen schließen die erste Kompensationsmasse ein. Die Kompensationseinheit ist bevorzugt dazu ausgebildet die erste Kompensationsmasse zu verschieben, wodurch der Massenschwerpunkt der rotierend angetriebenen Massen verschoben wird. In one embodiment, the compensation unit has at least one first compensation mass displaceable by means of the compensation unit. The rotationally driven masses include the first compensation mass. The compensation unit is preferably designed to move the first compensation mass, whereby the center of gravity of the rotationally driven masses is moved.
Die erste Kompensationsmasse kann auf einer Wirkungslinie mit der Masse des Prüflings angeordnet sein. Die Kompensationseinheit kann ausgebildet sein die erste Kompensati- onsmasse radial entlang der Wirkungslinie mit der Masse des Prüflings zu verschieben. Die radiale Verschiebung der ersten Kompensationsmasse entspricht bei zunehmender Zentrifugalkraft der Dehnung des Prüflings und damit einer Verschiebung des Massenschwerpunkts des Prüflings. Die Anordnung kann beispielweise mit Hilfe eines unter der Ebene des Prüflings angeordneten Halteelements derart realisiert sein, dass die erste Kompensationsmasse in der Ebene des Prüflings verschiebbar ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Kompensationseinheit eine Beförderungsvorrichtung aufweisen, die ausgebildet ist die Kompensationsmasse entlang der Wirkungslinie zu verschieben. The first compensation mass can be arranged on a line of action with the mass of the test object. The compensation unit can be designed to shift the first compensation mass radially along the line of action with the mass of the test object. The radial displacement of the first compensation mass corresponds with increasing centrifugal force of the elongation of the specimen and thus a shift of the center of mass of the specimen. By way of example, the arrangement can be realized with the aid of a retaining element arranged below the plane of the test object such that the first compensation mass can be displaced in the plane of the test object. Alternatively or additionally, the compensation unit may have a conveying device which is designed to displace the compensation mass along the line of action.
In einer Ausgestaltung weisen die rotierend angetriebenen Massen wenigstens eine zweite mittels der Kompensationseinheit verschiebbare Kompensationsmasse auf. Die zweite Kompensationsmasse ist um einen mittels der Kompensationseinheit verschiebbaren Winkel zur Wirkungslinie zwischen der ersten Kompensationsmasse und der Masse des Prüflings angeordnet. In one embodiment, the rotationally driven masses have at least one second compensating mass displaceable by means of the compensation unit. The second compensation mass is arranged around a displaceable by means of the compensation unit angle to the line of action between the first compensation mass and the mass of the test specimen.
In einer Ausgestaltung weist die Prüfvorrichtung wenigstens zwei zweite Kompensationsmassen auf. Die zweiten Kompensationsmassen können um einen jeweiligen Winkel zur Wirkungslinie der ersten Kompensationsmasse mit der Masse des Prüflings, um die Rotationsachse angeordnet sein und zum simultanen Drehen mit dem Prüfling um die Rotationsachse ausgebildet sein. Derart angeordnete und ausgebildete zweite Kompensationsmassen dienen dazu eine durch eine Fehlanpassung der ersten Kompensationsmasse auf eine Dehnungsänderung des Prüflings erzeugte Unwucht auszugleichen. In einer alternativen Ausgestaltung der Prüfvorrichtung weisen die rotierend angetriebenen Massen wenigstens eine erste mittels der Kompensationseinheit verschiebbare Kompensationsmasse und wenigstens eine zweite mittels der Kompensationseinheit verschiebbare Kompensationsmasse auf. Die zweite Kompensationsmasse ist um einen mittels der Kompensationseinheit verschiebbaren Winkel zur Wirkungslinie zwischen der ersten Kompensationsmasse und der Masse des Prüflings angeordnet. In one embodiment, the test apparatus has at least two second compensation masses. The second compensation masses can be arranged at a respective angle to the line of action of the first compensation mass with the mass of the test object, about the axis of rotation and for simultaneous rotation with the test object about the axis of rotation. Arranged and trained second compensation masses are used to compensate for an imbalance generated by a mismatch of the first compensation mass to a strain change of the specimen. In an alternative embodiment of the testing device, the rotationally driven masses have at least one first compensating mass displaceable by means of the compensating unit and at least one second compensating mass displaceable by means of the compensating unit. The second compensation mass is arranged around a displaceable by means of the compensation unit angle to the line of action between the first compensation mass and the mass of the test specimen.
In einer Ausgestaltung weist die Prüfvorrichtung zwei Zugmassen auf. Jede der Zugmassen ist bevorzugt ausgebildet an einem Längsende oder nahe eines Längsendes des Prüflings befestigt zu werden. Jede der Zugmassen kann eine Massenkopplungsvorrichtung aufweisen oder mit einer Massenkopplungsvorrichtung verbunden sein. Die Massenkopplungsvorrichtung ist bevorzugt dazu ausgebildet die Zugmasse mit einem der Enden des Prüflings zu verbinden. Die Massenkopplungsvorrichtung kann beispielsweise in Form eines Crimpanschlusses, einer Crimpverbindung, oder in Form eines anderen Anschlusses oder einer anderen Verbindung, der bzw. die ausgebildet ist den Prüfling mit der Zugmasse zu verbinden, ausgeführt sein. Die Massenkopplungsvorrichtung und/oder die jeweilige Zugmasse kann auch einen Teil des Prüflings bilden, so dass im Fall des Prüfens des Prüflings die Eigenschaften auch der Zugmasse und/oder der Massenkopp- lungsvorrichtung geprüft werden. In one embodiment, the test device has two tensile masses. Each of the tensile masses is preferably formed at a longitudinal end or near a longitudinal end of the To be attached to test items. Each of the tow masses may include a mass coupling device or be connected to a mass coupling device. The mass coupling device is preferably designed to connect the traction mass with one of the ends of the specimen. The mass coupling device can be designed, for example, in the form of a crimp connection, a crimped connection, or in the form of another connection or another connection which is or is designed to connect the test object to the traction mass. The mass coupling device and / or the respective train mass can also form part of the test object, so that in the case of testing the test object, the properties of the train mass and / or the mass coupling device are also tested.
Zusätzlich oder alternativ kann die Prüfvorrichtung eine Zentralmasse aufweisen. Die Zentralmasse kann an, in oder um die Längsachse der Rotationseinheit angeordnet sein, um im Betrieb der Prüfvorrichtung einen Massenschwerpunkt der Prüf Vorrichtung weitestgehend in der Nähe der Rotationsachse zu halten und so nur eine geringe Unwucht, unter Außerachtlassen der Kompensationseinheit, zuzulassen. Hierfür kann die Zentralmasse signifikant größer als die anderen rotierend angetriebenen Massen, beispielsweise die Masse des Prüflings, sein. Signifikant größer ist die Zentralmasse beispielsweise, wenn sie dem zwanzigfachen der Masse des Prüflings entspricht. Mit Hilfe der Kompensationseinheit kann die verbleibende geringe Unwucht daher einfacher ausgewuchtet werden bzw. ausgeglichen werden und so der Massenschwerpunkt mit der Rotationsachse in Übereinstimmung gebracht werden. Additionally or alternatively, the test apparatus may have a central mass. The central mass can be arranged on, in or around the longitudinal axis of the rotation unit to keep a center of gravity of the test device as far as possible in the vicinity of the axis of rotation during operation of the test device and so allow only a small imbalance, ignoring the compensation unit. For this purpose, the central mass can be significantly larger than the other rotationally driven masses, for example the mass of the test specimen. Significantly larger is the central mass, for example, if it corresponds to twenty times the mass of the specimen. With the help of the compensation unit, the remaining small imbalance can therefore be more easily balanced and / or compensated so that the center of mass can be brought into conformity with the axis of rotation.
In einer Ausgestaltung weist die Befestigungsvorrichtung zwei verschiebbare Einstellelemente auf. Die Einstellelemente sind bevorzugt angeordnet und ausgebildet den Prüfling zwischen sich einzuschließen, beispielsweise, indem die zwei Einstellelemente sich gegenüberliegend mit dem Prüfling zwischen diesen angeordnet sind. Es kann auch jedes Einstellelement mit einem Halteelement verbunden sein, das ausgebildet ist, den Prüfling derart einzuschließen, dass dieser gehalten bzw. festgehalten wird oder lediglich entlang einer Achse beweglich ist. In diesem Fall können die Halteelemente beispielsweise an oder nahe der jeweiligen Längsenden des Prüfkörpers des Prüflings angeordnet sein. Wenn der Prüfling entlang einer Achse beweglich ist, ist dies bevorzugt die Längsachse des Prüflings, wobei bevorzugt eine Bewegung nur entlang des Prüfkörpers möglich ist und die Bewegung durch die Verbindungselemente begrenzt wird. Jedes der zwei Einstellelemente kann wenigstens entlang einer durch die zwei Einstellelemente verlaufenden Achse verschiebbar sein. Im Fall, dass die zwei Einstellelemente den Prüfling zwischen sich einschließen, kann somit der Prüfling befestigt werden, indem die Einstell- elemente aufeinander zu geschoben werden. Im Fall, dass jedes der zwei Einstellelemente mit einem Halteelement verbunden ist, kann durch Auseinanderschieben der Halteelemente durch die Einstellelemente die auf den Prüfling wirkende Kraft erhöht werden. Einstellelemente können beispielsweise in Form von Stangen, Stäben, Walzen, Rädern, Blöcken, Kombinationen von diesen oder dergleichen ausgeführt sein. Mit Halteelementen verbundene Einstellelemente können beispielsweise Gewinde, Gegengewinde oder dergleichen aufweisen, insbesondere kann das Halteelement ein Gewinde und das Einstellelement ein entsprechendes Gegengewinde aufweisen oder vice versa. In one embodiment, the fastening device has two displaceable adjusting elements. The adjustment elements are preferably arranged and designed to enclose the test object between them, for example, by arranging the two adjustment elements opposite one another with the test object between them. Also, each adjusting member may be connected to a holding member configured to enclose the sample so as to be held or only movable along an axis. In this case, the holding elements may be arranged, for example, at or near the respective longitudinal ends of the specimen of the test specimen. If the specimen is movable along an axis, this is preferably the longitudinal axis of the specimen, wherein preferably a movement only along the specimen is possible and the movement is limited by the connecting elements. Each of the two adjustment elements can be displaceable at least along an axis passing through the two adjustment elements. In the event that the two adjustment elements enclose the test object between them, the test object can thus be fastened by adjusting the adjustment elements are pushed towards each other. In the case that each of the two adjusting elements is connected to a holding element, by pushing apart of the holding elements by the adjusting elements, the force acting on the test piece force can be increased. Adjustment elements may be in the form of rods, rods, rollers, wheels, blocks, combinations of these or the like, for example. Adjustment elements connected to holding elements can have, for example, threads, mating threads or the like, in particular the holding element can have a thread and the setting element a corresponding mating thread or vice versa.
Jedes der Einstellelemente kann drehbar gelagert sein und eine Einstelldrehsachse aufweisen oder fest mit dem Rotationsantrieb verbunden sein, d.h. ohne drehbare Lagerung, jedoch zum Verschieben eines Halteelements geeignet. Die Einstelldrehachsen verlaufen parallel zu der Rotationsachse. Die drehbar gelagerten Einstellelemente können beispielsweise zwei sich gegenüberliegende Stangen, Stäbe, Walzen, Räder, Blöcke, Kombinationen von diesen oder dergleichen sein. Die Einstellelemente sind bevor- zugt derart angeordnet und ausgebildet, dass sie wenigstens einen Teil der Kompensationseinheit bilden. In der drehbar gelagerten Ausgestaltung der Einstellelemente sind die Einstellelemente bevorzugt derart angeordnet und ausgebildet, dass ein Drehen der Einstellelemente um ihre jeweilige Einstelldrehachse den Prüfling entlang einer Prüflingslängsachse verschiebt. Durch das Verschieben des Prüflings entlang seiner Prüflings- längsachse wird der Massenschwerpunkt des Prüflings relativ zur Rotationsachse verschoben. Hierdurch ist es möglich den Massenschwerpunkt in die Rotationsachse zu verschieben, wenn eine Unwucht in der Prüfvorrichtung aufgetreten ist. Es kann beispielsweise eines der Einstellelemente, z.B. ein Rad, angetrieben sein, während ein zweites gegenüberliegendes Einstellelement, z.B. ein weiteres Rad, frei drehbar ist. In der Ausgestaltung mit den nicht drehbar gelagerten Einstellelemente, die mit Halteelementen verbunden sind, sind die Einstellelemente bevorzugt derart angeordnet und ausgebildet, dass ein Verschieben der Halteelemente durch die Einstellelemente entlang der Prüflingslängsachse auf den Prüfling eine Zugkraft beaufschlagt. Each of the adjusting elements may be rotatably mounted and have a Einstelldrehsachse or fixedly connected to the rotary drive, i. without rotatable mounting, but suitable for moving a retaining element. The Einstelldrehachsen run parallel to the axis of rotation. The rotatably mounted adjustment elements may be, for example, two opposing rods, rods, rollers, wheels, blocks, combinations of these or the like. The adjusting elements are preferably arranged and configured such that they form at least part of the compensation unit. In the rotatably mounted configuration of the adjusting elements, the adjusting elements are preferably arranged and configured such that a rotation of the adjusting elements about their respective adjusting rotational axis shifts the test object along a longitudinal axis of the test piece. By moving the test specimen along its longitudinal axis, the center of gravity of the specimen is displaced relative to the axis of rotation. This makes it possible to move the center of gravity in the axis of rotation when an imbalance has occurred in the tester. For example, one of the adjustment elements, e.g. a wheel, while a second opposing adjustment member, e.g. another wheel, freely rotatable. In the embodiment with the non-rotatably mounted adjusting elements, which are connected to holding elements, the adjusting elements are preferably arranged and designed such that a displacement of the holding elements by the adjusting elements along the Prüflingslängsachse to the test specimen applied to a tensile force.
In einer Ausgestaltung weist die Rotationseinheit wenigstens eine Welle auf, die ausge- bildet ist um die Rotationsachse zu rotieren. Die Rotationseinheit kann auch mehrere Wellen, beispielsweise zwei Wellen aufweisen. Beispielsweise kann die Rotationseinheit zwei auf einer Plattform gelagerte Wellen aufweisen, die entlang wenigstens einer Achse durch ein Einstellelement verschiebbar sind. Diese Wellen können beispielsweise als Einstellelemente dienen, indem sie um ihre eigene Achse gedreht werden können, um den Prüfling entlang der Prüflingsachse zu verschieben und so den Masssenschwerpunkt des Systems zu verändern. Gleichzeitig können diese Einstellelemente indem sie aufeinander zu geschoben werden können einen Prüfling festhalten. Einem solchen Einstellelement kommt eine doppelte Funktion als haltendes Element und einstellendes bzw. verschiebendes Element zu. In einer Ausgestaltung ist die Rotationseinheit mit dem Rotationsantrieb reibungslos oder wenigstens annähernd reibungslos gelagert verbunden. Hierdurch werden Reibungsverluste weitestgehend reduziert und die Prüfvorrichtung kann mit einem geringeren Energieaufwand betrieben werden. In one embodiment, the rotation unit has at least one shaft which is designed to rotate about the axis of rotation. The rotation unit can also have several waves, for example two waves. For example, the rotation unit may have two shafts mounted on a platform, which are displaceable along at least one axis by an adjusting element. For example, these shafts can serve as adjustment elements by being able to rotate about their own axis in order to move the specimen along the specimen axis and thus the center of gravity of the system. At the same time, these adjustment elements can be held together by holding a test object. Such a setting element has a double function as a holding element and an adjusting or displacing element. In one embodiment, the rotation unit is connected to the rotary drive smoothly or at least approximately frictionless connected. As a result, friction losses are largely reduced and the tester can be operated with a lower energy consumption.
Die Prüfvorrichtung kann ein Gehäuse aufweisen. Das Gehäuse schließt bevorzugt einen evakuierten Hohlraum ein. Bevorzugt sind wenigstens die Rotationseinheit, die Befestigungsvorrichtung und die Kompensationseinheit in dem evakuierten Hohlraum angeordnet. Die Prüfvorrichtung ist in diesem Fall bevorzugt ausgebildet, den Prüfling in dem evakuierten Hohlraum zu Prüfen. Hierdurch kann der Prüfling in dem evakuierten Hohlraum derart geprüft werden, dass im Betrieb der Prüfvorrichtung nahezu keine Luftrei- bung zwischen dem Prüfling und den verbleibenden Gasteilchen im Hohlraum auftritt. Der Hohlraum kann beispielsweise evakuiert werden, nachdem der Prüfling in diesen eingebracht wurde. Alternativ oder zusätzlich kann die Prüfvorrichtung auch ein Prüflingseinführungssystem aufweisen, das ausgebildet ist den Prüfling von der atmosphärischen Umgebung derart in den evakuierten Hohlraum zu überführen, dass eine Verunreinigung mit Gasteilchen des evakuierten Hohlraums weitestgehend vermieden wird. The test apparatus may comprise a housing. The housing preferably includes an evacuated cavity. Preferably, at least the rotary unit, the fastening device and the compensation unit are arranged in the evacuated cavity. In this case, the test apparatus is preferably designed to test the test object in the evacuated cavity. As a result, the test object in the evacuated cavity can be checked in such a way that virtually no air friction between the test object and the remaining gas particles in the cavity occurs during operation of the test device. The cavity can be evacuated, for example, after the test specimen has been introduced into it. Alternatively or additionally, the test apparatus may also include a Prüflingseinführungssystem, which is designed to transfer the DUT from the atmospheric environment in the evacuated cavity so that contamination with gas particles of the evacuated cavity is largely avoided.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Prüfvorrichtung ein Gehäuse auf, das einen evakuierten Hohlraum einschließt. Bei dieser Ausgestaltung sind wenigstens die Rotationseinheit, die Befestigungsvorrichtung und die Kompensationseinheit in dem evakuierten Hohlraum angeordnet und die Prüfvorrichtung ist ausgebildet, den Prüfling in dem evakuierten Hohlraum zu Prüfen. In a preferred embodiment, the test device has a housing which encloses an evacuated cavity. In this embodiment, at least the rotation unit, the fastening device and the compensation unit are arranged in the evacuated cavity and the testing device is designed to check the test object in the evacuated cavity.
In einer Ausgestaltung ist die Prüfvorrichtung ausgebildet einen Prüfling in Form eines Kabels mit einem Querschnitt von mehr als 20 mm2 und einer Kabellänge von weniger als 200 mm, beispielsweise 150 mm zu prüfen. In diesem Fall ist der Prüfling bevorzugt ein Kabel. Das Kabel kann beispielsweise eine flexible isolierende Kunststoff um mante- lung und einen elektrisch leitenden metallischen Kern aufweisen. Das Kabel kann einen Querschnitt von mehr als 20 mm2 und eine Kabellänge von weniger als 200 mm, beispielsweise 150 mm haben. Zugmassen können, müssen aber nicht vorgesehen sein. Beispielsweise kann vorgesehen sein, keine Zugmassen anzuordnen, wenn der Quer- schnitt des Kabels größer als 20 mm2 ist und das Volumen des Kabels größer als beispielsweise 3000 mm3 ist oder das Gewicht größer als beispielsweise 25 g ist. Falls das Kabel ein kleineres Volumen aufweist als beispielsweise 3000 mm3, werden bevorzugt Zugmassen an den Enden des zu prüfenden Kabels angeordnet und mit Hilfe von Ver- bindungselementen oder Massenkopplungsvorrichtungen, beispielsweise Crimpverbindungen, an den Kabelenden befestigt. Die Prüfvorrichtung kann also auch ausgebildet sein einen Prüfling in Form eines Kabels mit einem Querschnitt von weniger als 20 mm2 zu prüfen. In einer Ausgestaltung der Prüfvorrichtung ist der evakuierte Hohlraum derart ausgebildet, dass er maximal einen Prüfling mit einem Querschnitt von 400 mm2 und einer Länge von maximal 150 mm aufnehmen kann. In one embodiment, the test apparatus is designed to examine a test object in the form of a cable with a cross section of more than 20 mm 2 and a cable length of less than 200 mm, for example 150 mm. In this case, the test piece is preferably a cable. The cable may, for example, have a flexible insulating plastic around the manure and an electrically conductive metallic core. The cable may have a cross section of more than 20 mm 2 and a cable length of less than 200 mm, for example 150 mm. Zugmassen can, but need not be provided. For example, it can be provided to dispose of traction masses if the transverse cable is greater than 20 mm 2 and the volume of the cable is greater than, for example, 3000 mm 3 or the weight is greater than, for example, 25 g. If the cable has a smaller volume than, for example, 3000 mm 3 , preferably tensile masses are arranged at the ends of the cable to be tested and fastened to the cable ends by means of connecting elements or mass coupling devices, for example crimp connections. The test apparatus can therefore also be designed to test a test object in the form of a cable with a cross section of less than 20 mm 2 . In one embodiment of the test apparatus, the evacuated cavity is designed such that it can accommodate a maximum of a test specimen with a cross section of 400 mm 2 and a maximum length of 150 mm.
In einer Ausgestaltung ist die Prüfvorrichtung dazu ausgebildet für ein Kabel mit einem Querschnitt von mehr als 20 mm2 und einer Kabellänge von weniger als 200 mm, beispielsweise 150 mm eine Zugkraft in Form einer Zentrifugalkraft von wenigstens 15 kN, beispielsweise wenigstens 20 kN, wenigstens 25 kN, wenigstens 30 kN, wenigstens 35 kN, wenigstens 40 kN, wenigstens 45 kN, beispielsweise wenigstens 50 kN, beispielsweise wenigstens 60 kN, beispielsweise wenigstens 75 kg oder beispielsweise wenigstens 100 kN zu erzeugen. Die Zentrifugalkraft ist abhängig von dem Prüfling, im vorliegenden Fall vom Kabel, da die Masse des Kabels als Prüfmasse in die als Prüfkraft wirkende Zentrifugalkraft einfließt. Die erzeugbare Zentrifugalkraft hängt des Weiteren von der Größe, Form und den Komponenten, beispielsweise dem Antrieb, der Prüfvorrichtung ab. Eine möglichst kleine Größe der Prüfvorrichtung ist bei hoher erzeugter Prüfkraft in Form der Zentrifugalkraft angestrebt. In one embodiment, the test device is designed for a cable with a cross section of more than 20 mm 2 and a cable length of less than 200 mm, for example 150 mm, a tensile force in the form of a centrifugal force of at least 15 kN, for example at least 20 kN, at least 25 kN, at least 30 kN, at least 35 kN, at least 40 kN, at least 45 kN, for example at least 50 kN, for example at least 60 kN, for example at least 75 kg or for example at least 100 kN. The centrifugal force depends on the test specimen, in the present case on the cable, since the mass of the cable as a test mass flows into the acting as a test force centrifugal force. The producible centrifugal force further depends on the size, shape, and components, such as the drive, of the tester. The smallest possible size of the test device is aimed at high test force generated in the form of centrifugal force.
Die Prüf Vorrichtung kann für die Verwendung als Prüfvorrichtung zur Zugfestigkeitsund/oder Dehnungsmessung in der Werkstoffprüfung ausgebildet sein. Mit der Prüfvor- richtung lassen sich dann Eigenschaften von Prüflingen, d.h. des Prüfkörpers und der Verbindungselemente, sowie der Verbindungen zwischen Prüfkörper und Verbindungselementen bzw. Verbindungselementen und Prüfvorrichtung prüfen und Messwerte für die Eigenschaften der Prüflinge bestimmen. Beispielsweise kann eine Dehnungsmessung mit Hilfe einer Längenänderung zwischen ruhendem Prüfling und rotierendem Prüfling in Abhängigkeit der wirkenden Zentrifugalkraft bestimmt werden. Eine Zugfestigkeitsmessung ist beispielsweise möglich, indem die Zentrifugalkraft bestimmt wird, bei der der Prüfling oder ein Teil des Prüflings abreißt. The testing device may be designed for use as a testing device for tensile and / or strain measurement in materials testing. The test apparatus can then be used to determine properties of specimens, i. Check the test specimen and the connecting elements, as well as the connections between the test specimen and connecting elements or connecting elements and testing device and determine measured values for the properties of the specimens. For example, a strain measurement can be determined by means of a change in length between stationary specimen and rotating specimen depending on the acting centrifugal force. For example, a tensile strength measurement is possible by determining the centrifugal force at which the specimen or part of the specimen breaks off.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Prüfen eines Prüflings. Das Verfahren umfasst einen Schritt des Bestimmens einer Länge entlang einer Längsachse eines Prüflings. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt des Befestigens des Prüflings an und/oder in einer Prüfvorrichtung. Das Verfahren umfasst des Weiteren den Schritt des Rotierens des Prüflings um eine Rotationsachse bis zu einer vorbestimmten Drehzahl. Während des Rotierens wird dabei durch ein kontinuierliches Anpassen des Massen- Schwerpunktes des rotierenden Systems sichergestellt, dass der Massenschwerpunkt des rotierenden Systems mit der Rotationsachse zusammenfällt. Das Verfahren umfasst einerseits einen Schritt des Bestimmens eines Zugfestigkeitsmesswertes, wenn der Prüfling vor Erreichen der vorbestimmten Drehzahl abreißt. Andererseits umfasst das Verfahren den Schritt des Bestimmens eines Dehnungsmesswertes über eine Änderung der Länge des Prüflings entlang der Längsachse des Prüflings, wenn der Prüfling die vorbestimmte Drehzahl erreicht hat. Durch das Rotieren des Prüflings wird eine auf den gesamten Prüfling wirkende Zentrifugalkraft erzeugt, die als Prüfkraft wirkt. The invention further relates to a method for testing a device under test. The method includes a step of determining a length along a longitudinal axis of a DUT. Furthermore, the method comprises a step of attaching the test specimen to and / or in a test apparatus. The method further includes the step of rotating the specimen about an axis of rotation to a predetermined speed. During rotation, a continuous adjustment of the mass center of gravity of the rotating system ensures that the center of gravity of the rotating system coincides with the axis of rotation. On the one hand, the method comprises a step of determining a measured tensile strength value when the test specimen breaks off before reaching the predetermined rotational speed. On the other hand, the method comprises the step of determining a strain measurement value via a change in the length of the specimen along the longitudinal axis of the specimen when the specimen has reached the predetermined rotational speed. By rotating the test specimen, a centrifugal force acting on the entire specimen is generated, which acts as a test force.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Prüfen eines Prüflings mit wenigstens einem Prüfkörper durch eine auf den Prüfling wirkende Zentrifugalkraft in einer Prüfvor- richtung. Die Prüf Vorrichtung weist zwei Halteelemente zum Halten des Prüfkörpers, wenigstens ein mit einer Führung verbundenes Einstellelement zum Verschieben der Halteelemente und eine Streckenmesseinheit zum Erfassen einer zurückgelegten Strecke der Halteelemente auf. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: The invention further relates to a method for testing a test specimen having at least one specimen by a centrifugal force acting on the specimen in a Prüfvor- direction. The testing device has two holding elements for holding the test body, at least one adjusting element connected to a guide for displacing the holding elements, and a distance measuring unit for detecting a distance covered by the holding elements. The method comprises the following steps:
Halten eines Prüflings an oder nahe eines jeweiligen Längsendes des Prüfkörpers durch die Halteelemente. Holding a specimen at or near a respective longitudinal end of the specimen through the holding elements.
Rotieren des Prüflings um eine Rotationsachse. Während des Rotieren des Prüflings um eine Rotationsachse wird das mit der Führung verbundene Einstellelement so lange angetrieben und verschiebt die Halteelemente, bis die in die Führung eingeleitete Zugkraft minimal wird und die in den Prüfling eingeleitete Zugkraft maximal wird. Rotate the test object around a rotation axis. During rotation of the test object about an axis of rotation, the adjusting element connected to the guide is driven and displaces the holding elements until the tensile force introduced into the guide becomes minimal and the tensile force introduced into the test object becomes maximum.
Bestimmen eines Dehnungs- und/oder Zugfestigkeitsmesswertes durch die Streckenmesseinheit, die die aufgrund des Antreibens mit dem Einstellelement zurückgelegte Strecke des Halteelements bestimmt. Determining a strain and / or tensile strength measured value by the distance measuring unit, which determines the distance traveled by the driving with the adjusting element of the holding element.
Die Erfindung betrifft des Weiteren eine Verwendung der Prüfvorrichtung in einem der erfindungsgemäßen Verfahren, um einen Prüfling zu Prüfen. Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung der Prüf Vorrichtung zum Prüfen eines Prüflings durch eine auf den Prüfling wirkende Zentrifugalkraft. The invention further relates to a use of the test apparatus in one of the methods according to the invention for testing a test object. Furthermore, the invention relates to the use of the test device for testing a test specimen by acting on the specimen centrifugal force.
In einer Ausgestaltung ist die Verbindung zwischen Rotationsantrieb und Rotationseinheit derart ausgebildet, dass die Rotationseinheit beweglich aufgehängt ist und die Aufhän- gung einen wenigstens 10 mm breiten umlaufenden Freiraum aufweist. In one embodiment, the connection between the rotary drive and the rotary unit is designed such that the rotary unit is suspended in a movable manner and the suspension has an at least 10 mm wide circumferential free space.
In einer Ausgestaltung ist der Antrieb ausgebildet als Generator betrieben zu werden, um eine in einer rotierenden Masse gespeicherte kinetische Energie in eine elektrische Energie umzuwandeln. Der Antrieb kann einen Bremswiderstand aufweisen, der ausgebildet sein kann die Drehung der rotierenden Masse zu Bremsen und die Energie in Form von Wärme an die Umgebung abzugeben. Die Energie kann auch einem Energiespeicher, beispielsweise einem elektrischen oder kinetischen Energiespeicher, zugeführt werden. Die Energie kann in diesem Fall bei Bedarf der Prüf Vorrichtung zugeführt werden, wodurch insgesamt ein Prüfen bei sehr geringem Energiebedarf ermöglicht wird. In one embodiment, the drive is designed to be operated as a generator in order to convert a kinetic energy stored in a rotating mass into an electrical energy. The drive may include a braking resistor that may be configured to brake the rotation of the rotating mass and release the energy in the form of heat to the environment. The energy can also be supplied to an energy store, for example an electrical or kinetic energy store. The energy can be supplied in this case, if necessary, the test device, whereby a total of testing at very low energy consumption is possible.
Ein unabhängiger Aspekt der Erfindung ist es des Weiteren, dass eine Prüf Vorrichtung bereitgestellt wird, bei der eine Kompensation der Massenschwerpunktverschiebung überflüssig ist, da die Prüfvorrichtung den Prüfling derart anordnet, dass der Prüfling symmetrisch gehalten wird. In diesem Fall fällt der Massenschwerpunkt also immer wenigstens annähernd in die Rotationsachse. Bei einer solchen Prüf Vorrichtung wird die Kompensation der Massenschwerpunktverschiebung also bereits durch die Anordnung des Prüflings bewirkt, ohne, dass die Kompensationseinheit während des Rotierens aktiv den Massenschwerpunkt verschieben müsste. Eine solche Prüf Vorrichtung zum Prüfen eines Prüflings mit wenigstens einem Prüfkörper durch eine auf den Prüfling wirkende Zentrifugalkraft umfasst einen Rotationsantrieb, eine Rotationseinheit, eine Befestigungsvorrichtung und eine Streckenmesseinheit. Die Rotationseinheit ist mit dem Rotationsan- trieb verbunden und ausgebildet um eine Rotationsachse zu rotieren, wenn die Rotationseinheit von dem Rotationsantrieb angetrieben wird. Die Befestigungsvorrichtung ist mit der Rotationseinheit verbunden oder bildet einen Teil der Rotationseinheit. Die Befestigungsvorrichtung ist ausgebildet einen Prüfling derart zu befestigen, dass der Massenschwerpunkt beim Rotieren um die Rotationsachse mit der Rotationsachse zusammen- fällt. Der Prüfling wird in diesem Fall also symmetrisch um die Rotationsachse gehalten, so dass der Massenschwerpunkt während der Rotation in der Rotationsachse liegen bleibt und sich nicht verschiebt. Die Streckenmesseinheit ist ausgebildet während des Betriebs der Prüf Vorrichtung eine Länge des Prüflings und/oder eine Position des Prüflings relativ zur Streckenmesseinheit zu messen, wenn der Prüfling an und/oder in der Befestigungsvorrichtung befestigt ist. Hierbei ist mit der Position des Prüflings relativ zur Streckenmesseinheit insbesondere der größte Abstand zwischen diesen gemeint, beispielsweise, da sich der Prüfling aufgrund der auf ihn wirkenden Zentrifugalkraft ausdehnt. Die weiteren vorgenannten Aspekte der Erfindung können, soweit es für den Fachmann ersichtlich ist, mit diesem unabhängigen Aspekt kombiniert werden. An independent aspect of the invention is further that a test device is provided in which a compensation of the center of gravity displacement is superfluous, since the test device arranges the test object such that the test object is kept symmetrical. In this case, the center of gravity always falls at least approximately in the axis of rotation. In such a test device, the compensation of the center of gravity displacement is thus already effected by the arrangement of the test specimen, without that the compensation unit would have to actively move the center of gravity during rotation. Such a testing device for testing a test specimen having at least one specimen by a centrifugal force acting on the specimen comprises a rotary drive, a rotation unit, a fastening device and a distance measuring unit. The rotation unit is connected to the rotation drive and is designed to rotate about an axis of rotation when the rotation unit is driven by the rotation drive. The fastening device is connected to the rotation unit or forms part of the rotation unit. The fastening device is designed to fasten a test object in such a way that the center of mass coincides with the axis of rotation when rotating about the axis of rotation. In this case, the test object is held symmetrically around the axis of rotation, so that the center of gravity remains in the axis of rotation during the rotation and does not shift. During the operation of the test device, the distance measuring unit is designed to measure a length of the test object and / or a position of the test object relative to the distance measuring unit when the test object is on and / or in the test piece Fastening device is attached. In this case, the position of the test piece relative to the distance measuring unit means, in particular, the greatest distance between them, for example, because the test piece expands due to the centrifugal force acting on it. The other aspects of the invention, as will be apparent to those skilled in the art, may be combined with this independent aspect.
Die Erfindung soll nun anhand von in den Figuren schematisch abgebildeten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Von den Figuren zeigen: The invention will now be explained in more detail with reference to embodiments schematically illustrated in the figures. From the figures show:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Prüfvorrichtung mit einem zwischen zwei Zugmassen gespannten Kabel in einer Draufsicht; Figure 1 is a schematic representation of a first embodiment of a test device with a tensioned between two tensile masses cable in a plan view.
Fig. 2 eine schematische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels einer Prüfvorrichtung in einem Gehäuse mit einem zwischen zwei Zugmassen gespannten Kabel in einer Draufsicht und einer Seitenansicht; Figure 2 is a schematic representation of the first embodiment of a test apparatus in a housing with a tensioned between two tensile masses cable in a plan view and a side view.
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Prüfvorrichtung in einer Draufsicht; 3 is a schematic representation of a second embodiment of a testing device in a plan view;
Fig. 4 eine schematische Darstellung des zweiten Ausführungsbeispiels einer Prüfvorrichtung in einer Draufsicht mit abgerissenem Prüfling; 4 is a schematic representation of the second exemplary embodiment of a test device in a plan view with a demolished test object;
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels einer Prüfvorrichtung in einer Draufsicht in einer ersten Stellung von zwei in einem Winkel zum Prüfling angeordneten Kompensationsmassen; 5 is a schematic representation of a third exemplary embodiment of a test apparatus in a plan view in a first position of two compensation masses arranged at an angle to the test specimen;
Fig. 6 eine schematische Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels einer Prüfvorrichtung in einer Draufsicht in einer zweiten Stellung von zwei in einem Winkel zum Prüfling angeordneten Kompensationsmassen; 6 is a schematic representation of the third exemplary embodiment of a test device in a plan view in a second position of two compensation masses arranged at an angle to the test object;
Fig. 7 eine schematische Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels einer Prüfvorrichtung in einer Draufsicht in einer dritten Stellung von zwei in einem Winkel zum Prüfling angeordneten Kompensationsmassen bei dem ein Teil des Prüflings abgefallen ist; 7 is a schematic representation of the third exemplary embodiment of a test device in a plan view in a third position of two compensation masses arranged at an angle to the test object, in which a part of the test object has fallen off;
Fig. 8 eine schematische Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels einer Prüfvorrichtung in einer Draufsicht in einer vierten Stellung von zwei in einem Winkel zum Prüfling angeordneten Kompensationsmassen; Fig. 9 eine schematische Darstellung eines vierten Ausführungsbeispiels einer Prüfvorrichtung mit einem zwischen zwei Zugmassen angeordneten Prüflings in Form eines Kabels in einer Draufsicht; 8 shows a schematic illustration of the third exemplary embodiment of a test apparatus in a plan view in a fourth position of two compensation masses arranged at an angle to the test object; 9 is a schematic representation of a fourth embodiment of a test device with a test specimen arranged between two tensile masses in the form of a cable in a plan view;
Fig. 10 eine schematische Darstellung des vierten Ausführungsbeispiels einer Prüfvor- richtung in einer Seitenansicht; 10 is a schematic representation of the fourth embodiment of a Prüfvor- direction in a side view;
Fig. 1 1 eine schematische Darstellung eines fünften Ausführungsbeispiels einer Prüfvorrichtung in einer Draufsicht; Fig. 1 1 is a schematic representation of a fifth embodiment of a test apparatus in a plan view;
Fig. 12 eine schematische Darstellung eines sechsten Ausführungsbeispiels einer Prüfvorrichtung in einer Draufsicht; Fig. 13 eine Block-Diagramm-Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zum Prüfen eines Prüflings; 12 shows a schematic illustration of a sixth exemplary embodiment of a testing device in a plan view; 13 is a block diagram representation of a first embodiment of a method for testing a device under test;
Fig. 14 eine Block-Diagramm-Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels für ein Verfahren zum Prüfen eines Prüflings. 14 is a block diagram representation of a second embodiment of a method for testing a device under test.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Prüf Vorrichtung 10 in einer Draufsicht. Die Prüf Vorrichtung 10 enthält einen Rotationsantrieb 12, eine Welle 14 und eine Kompensationseinheit 15 (s. Seitenansicht der Fig. 2), die in der Prüfvorrichtung 10 zwei Einstellrollen 16 und 16' enthält. Der Rotationsantrieb 12 ist mit der Welle 14 verbunden und treibt diese an, indem er die Welle 14 um eine Rotationsachse 18 rotiert (s. Fig. 1 ). Die Welle 14 ist mit den Einstellrollen 16 und 16' verbunden, die entlang einer zwischen ihnen verlaufenden Achse 20 verschoben werden können, um einen Prüfling 21 zu befestigen. Der Prüfling 21 weist einen Prüfkörper 22 auf. Zum Befestigen des Prüfkörpers 22 wird dieser zwischen den Einstellrollen 16 und 16' festgeklemmt. Im Ausführungsbeispiel werden die Einstellrollen 16 und 16' manuell, d.h. von Hand oder mit einem Werkzeug aufeinander geschoben um den Prüfkörper 22 zu befestigen. Die Einstellrollen 16 und 16' können auch mit einem Antrieb verbunden sein, der sie aufeinander schieben kann (nicht gezeigt). Im Betrieb der Prüfvorrichtung wird der Prüfling 21 in der Prüfvorrichtung 10 mit Hilfe des Rotationsantriebs 12 rotiert. FIG. 1 shows a first exemplary embodiment of a testing device 10 in a plan view. The test apparatus 10 includes a rotary drive 12, a shaft 14 and a compensation unit 15 (see side view of Fig. 2), which includes in the test apparatus 10, two adjusting rollers 16 and 16 '. The rotary drive 12 is connected to the shaft 14 and drives it by rotating the shaft 14 about an axis of rotation 18 (see Fig. 1). The shaft 14 is connected to the adjustment rollers 16 and 16 ', which can be displaced along an axis 20 extending therebetween to secure a specimen 21. The test piece 21 has a test piece 22. To attach the test piece 22, this is clamped between the adjusting rollers 16 and 16 '. In the embodiment, the adjustment rollers 16 and 16 'are manually, i. pushed by hand or with a tool on each other to attach the test piece 22. The adjusting rollers 16 and 16 'may also be connected to a drive which can push them together (not shown). During operation of the test apparatus, the test object 21 is rotated in the test apparatus 10 with the aid of the rotary drive 12.
Die Prüfvorrichtung 10 kann als Zugprüfmaschine zur Zugfestigkeits- und Dehnungsmessung für den Einsatz in der Werkstoffprüfung verwendet werden. Die Prüfvorrichtung 10 erzeugt dafür mit Hilfe des Rotationsantriebs 12 eine Prüfkraft durch die Zentrifugalbe- schleunigung der Masse des Prüflings 21. Die Antriebsleistung bei rotierenden Systemen hängt im ausbalancierten Zustand, d.h. wenn die Rotationsachse 18 mit einem Massenschwerpunkt 24 des Systems zusammenfällt, lediglich von der verbleibenden Lager- und Luftreibung ab. Im vorliegenden Fall weisen die rotierend angetriebenen Massen eine strömungsgünstige Konstruktion auf, wodurch die Lager- und Luftreibung weitgehend reduziert ist und im Vergleich zu herkömmlichen Prüfmaschinen fast vernachlässigt werden kann. Die Parameter welche die Zentrifugalkraft bestimmen sind die rotierend angetriebene Masse, eine Winkelgeschwindigkeit 26 zum Quadrat und ein Bahnradius, d.h., Fz = m - co2 - r . Die Reibungsverluste gehen gegen 0; Setzt man diese identisch gleich 0, kann ein rotierendes System die erzeugte Prüfkraft in Form einer Zentrifugalkraft ohne weitere Energiezufuhr unendlich lange aufrechterhalten. Jede weitere Energie Zu- oder Abfuhr in Form von Drehzahländerungen Αω2 vergrößert oder verkleinert die Prüfkraft. Da die Prüfvorrichtung 10 die Form einer Zentrifuge hat, ist sie ein akkumulierendes System und hat ein integrales Verhalten. Der Prüf Vorrichtung 10 muss daher während eines gesamten Prüfzyklus', der beispielsweise ca. 30 s dauert, nur die Bewegungsenergie der rotierend angetriebenen Massen zugeführt werden und eine sehr geringe Energie, um die verbleibende geringe Reibung zu überwinden. The test apparatus 10 can be used as a tensile tester for tensile and elongation measurement for use in materials testing. For this purpose, the test apparatus 10 generates a test force by means of the rotary drive 12 through the centrifugal acceleration of the mass of the specimen 21. The drive power in rotating systems depends in the balanced state, ie when the axis of rotation 18 coincides with a center of gravity 24 of the system, only from the remaining bearing and air friction. In the present case, the rotationally driven masses on a streamlined construction, whereby the bearing and air friction is largely reduced and can be almost neglected compared to conventional testing machines. The parameters which determine the centrifugal force are the rotationally driven mass, an angular velocity 26 squared and a trajectory radius, ie, F z = m - co 2 - r. The friction losses go to 0; If this is set equal to 0, a rotating system can maintain the generated test force in the form of a centrifugal force indefinitely without further energy input. Each additional energy supply or removal in the form of speed changes Αω 2 increases or decreases the test load. Since the test apparatus 10 is in the form of a centrifuge, it is an accumulating system and has an integral behavior. The test apparatus 10 must therefore be supplied during a whole test cycle ', which takes for example about 30 s, only the kinetic energy of the rotationally driven masses and a very low energy to overcome the remaining low friction.
Die Einstellrolle 16 wird des Weiteren in dem in Figur 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel von einem Antrieb angetrieben (nicht gezeigt) und kann um eine Einstelldrehachse 27 gedreht werden. Die Einstelldrehachse 27 verläuft parallel zur Rotationsachse 18. Die Einstellrolle 16' ist der Einstellrolle 16 gegenüberliegend angeordnet und frei drehbar gelagert, so dass wenn die Einstellrolle 16 gedreht wird der Prüfling 21 entlang seiner Längsachse verschoben werden kann. Hierdurch kann der Massenschwerpunkt 24 der rotierend angetriebenen Massen derart verschoben bzw. ausbalanciert werden, dass er mit der Rotationsachse 18 zusammenfällt. Es können auch beide Einstellrollen 16 und 16' von einem Antrieb angetrieben werden. Anstatt Einstellrollen 16 und 16' können alternativ auch andere Einstellelemente, wie Beispielsweise Einstellräder, Einstellwellen oder dergleichen verwendet werden. The adjusting roller 16 is further driven in the embodiment shown in Figures 1 and 2 by a drive (not shown) and can be rotated about a Einstelldrehachse 27. The adjustment axis of rotation 27 extends parallel to the axis of rotation 18. The adjusting roller 16 'is the adjusting roller 16 disposed opposite and freely rotatably mounted, so that when the adjusting roller 16 is rotated, the test piece 21 can be moved along its longitudinal axis. As a result, the center of mass 24 of the rotationally driven masses can be displaced or balanced such that it coincides with the axis of rotation 18. It can also be both adjusting rollers 16 and 16 'driven by a drive. Instead of adjusting rollers 16 and 16 'may alternatively be used other adjustment elements, such as dials, adjusting shafts or the like.
Im in den Figuren 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung 10 ist der Prüfkörper 22 über eine jeweilige Crimpverbindung 28 am jeweiligen Ende des Prüfkörpers 22 mit einer Zugmasse 30 verbunden. Der Prüfling 21 umfasst in diesem Fall also den Prüfkörper 22, die Crimpverbindungen 28 und die Zugmassen 30 und die Verbindungen zwischen den Komponenten des Prüflings 21 und die Verbindung zur Prüfvorrichtung 10. Die Zugmassen 30 dienen im vorliegenden Fall dazu die durch Rotation erzeugte Zentrifugalbeschleunigung der Masse des Prüflings 21 zu verstärken. Wenn der Prüfkörper 22, beispielsweise ein Kabel mit einem Querschnitt von über 20 mm2 und einer Kabellänge von unter 200 mm, beispielsweise 150 mm, genügend eigene Masse hat, kann auch nur der Prüfkörper 22, d.h. in diesem Fall nur ein Prüfkörper 22 in Form eines Kabels geprüft werden. In diesem Fall werden keine Zugmassen 30 und auch keine Crimpverbindungen 28 benötigt und somit auch nicht geprüft. Die Verwendung von Zugmassen 30 ist im vorliegenden Fall vorgesehen, wenn die Masse des Prüfkörpers 22 ein geringes Gewicht hat, beispielsweise unter 25 g liegt, so dass die Erzeugung einer ausreichenden Prüfkraft ( Fz = m - co2 - r ) ohne zusätzliche Zugmasse 30 eine sehr hohe Winkelgeschwindigkeit 26 benötigen würde. Die Stellkräfte der Einstellrollen 16 und 16' müssen, wenn Zugmassen 30 verwendet werden im Wesentlichen der zentrifugalen Differenzkraft der Zugmassen 30 entsprechen. Die Zugmassen 30 weisen eine Streckenmesseinheit 32 auf, um eine Längenänderung des Prüflings 21 zu ermitteln. Alternativ können auch andere Streckenmesseinheiten (nicht gezeigt), insbesondere solche, die nicht mit der Zugmasse 30 verbunden sind oder von dieser enthalten werden, verwendet werden, die es ermöglichen eine Längenänderung des Prüflings 21 im Ruhezustand und in einem rotierenden Betrieb der Prüf Vorrichtung 10 zu bestimmen. Die alternativen Streckenmesseinheiten können beispielsweise verschiebbare Lichtschranken enthalten, deren Position auf einem Längenmesselement verschiebbar ist, um die Länge des Prüf- lings 21 zu bestimmen (nicht gezeigt). Um eine Dehnungsmessung durchzuführen wird beispielsweise eine erste Messung in Ruhe durchgeführt und eine Ruhelänge des Prüflings 21 ermittelt. Weitere Längenmessungen können dann beispielsweise bei vorbestimmten Drehzahlen des durch den Rotationsantrieb 12 rotierend angetriebenen Prüflings 21 ermittelt werden. Die Prüf Vorrichtung 10 hat im in Fig. 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ein Gehäuse 34. Das Gehäuse 34 kann in einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel auch in einem Hohlraum eines größeren Außengehäuses angeordnet sein. Das Gehäuse 34 hat einen Hohlraum 36, der hermetisch, d.h. gasdicht verschließbar ist. In dem Hohlraum 36 ist der Rotationsantrieb 12 und eine Prüfkammer 38 angeordnet, die die Welle 14 und die Ein- stellrollen 16, sowie den zwischen den Einstellrollen 16 befestigte Prüfkörper 22 mit über Crimpverbindungen 28 verbundenen Zugmassen 30 enthält. Die Welle 14 verbindet die Prüfkammer 38 mit dem Rotationsantrieb 12. Die Prüfkammer 38 ist mit einem Prüfkammerdeckel 40 verschließbar und enthält an ihren Seiten jeweils ein Gummielement 42, das dafür vorgesehen ist, im Fall, dass ein Prüfling 21 abreißt die abreißenden Teile aufzufangen, ohne, dass die Prüf Vorrichtung 10 oder ein Nutzer der Prüfvorrichtung 10 beschädigt wird. Der Hohlraum 36 wird mittels Vakuumpumpen (nicht gezeigt) evakuiert, bevor der Rotationsantrieb 12 den Prüfling 21 in der Prüfkammer 38 in Rotation versetzt, um die Luftreibung zwischen Prüfkammer 38 und Gasteilchen während des Prüfens des Prüflings 21 zu reduzieren. Alternativ kann der Prüfling 21 auch ohne Prüfkammer 38 geprüft werden und somit der Prüfling 21 der Luftreibung ausgesetzt sein (nicht gezeigt). In the exemplary embodiment of the test apparatus 10 shown in FIGS. 1 and 2, the test body 22 is connected to a pull mass 30 via a respective crimp connection 28 at the respective end of the test body 22. In this case, the test specimen 21 thus comprises the test body 22, the crimp connections 28 and the traction masses 30 and the connections between the components of the specimen 21 and the connection to the test apparatus 10. The tensile masses 30 in the present case serve for rotation Centrifugal acceleration of the mass of the specimen 21 to reinforce. If the test specimen 22, for example a cable with a cross section of more than 20 mm 2 and a cable length of less than 200 mm, for example 150 mm, has sufficient intrinsic mass, then only the test specimen 22, ie in this case only one test specimen 22 in the form a cable. In this case, no Zugmassen 30 and no crimp 28 are needed and therefore not tested. The use of traction compounds 30 is provided in the present case if the mass of the test specimen 22 has a low weight, for example below 25 g, so that the generation of a sufficient test load (F z = m - co 2 - r) without additional traction mass 30 would require a very high angular velocity 26. The actuating forces of the adjusting rollers 16 and 16 'must, when traction masses 30 are used, correspond substantially to the centrifugal differential force of the traction masses 30. The traction masses 30 have a distance measuring unit 32 in order to determine a change in length of the specimen 21. Alternatively, other distance measurement units (not shown), in particular those that are not connected to the train mass 30 or are included, can be used, which allow a change in length of the specimen 21 in the idle state and in a rotating operation of the test apparatus 10 determine. The alternative distance measuring units may, for example, contain displaceable light barriers whose position is displaceable on a length measuring element in order to determine the length of the test piece 21 (not shown). In order to carry out a strain measurement, for example, a first measurement is carried out at rest and a resting length of the test piece 21 is determined. Further length measurements can then be determined, for example, at predetermined rotational speeds of the test object 21 driven in rotation by the rotary drive 12. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the test apparatus 10 has a housing 34. The housing 34 may also be arranged in a cavity of a larger outer housing in an exemplary embodiment that is not shown. The housing 34 has a cavity 36 which is hermetically, ie gas-tight closed. In the cavity 36 of the rotary drive 12 and a test chamber 38 is arranged, which contains the shaft 14 and the adjusting rollers 16, and attached between the adjusting rollers 16 test body 22 connected via crimp 28 Zugmassen 30. The shaft 14 connects the test chamber 38 with the rotary drive 12. The test chamber 38 is closed with a Prüfkammerdeckel 40 and contains at their sides in each case a rubber element 42 which is provided in the event that a test piece 21 breaks off the tearing parts catch without in that the test apparatus 10 or a user of the test apparatus 10 is damaged. The cavity 36 is evacuated by means of vacuum pumps (not shown) before the rotary drive 12 rotates the specimen 21 in the test chamber 38 to reduce air friction between the test chamber 38 and gas particles during testing of the specimen 21. Alternatively, the test piece 21 can also be tested without test chamber 38 and thus the test specimen 21 exposed to air friction (not shown).
Wenn die Prüfvorrichtung 10 bereits in einem evakuierten Außengehäuse angeordnet ist, kann die Notwendigkeit zur Nachevakuierung des evakuierten Hohlraums 36 vor Prüfen eines neuen Prüflings 21 reduziert werden. Dies ist möglich, wenn ein nicht gezeigtes Prüflingseinführungssystem den Prüfling 21 in die Prüf Vorrichtung 10 einführt, ohne dass das im evakuierten Hohlraum 36 erzeugte Vakuum, d.h. in diesem Fall eine gegenüber der normalen Atmosphäre stark reduzierte Teilchendichte in der Gasphase, beeinträchtigt wird. Dies ist beispielsweise über ein Schleusensystem, das Zwischenhohlräume aufweist, die verschiedene Teilchendichten in der Gasphase haben, möglich (nicht gezeigt). If the test apparatus 10 is already disposed in an evacuated outer housing, the need for post-evacuation of the evacuated cavity 36 prior to testing a new test object 21 can be reduced. This is possible when a sample insertion system, not shown, introduces the test piece 21 into the test apparatus 10 without the vacuum generated in the evacuated cavity 36, i. In this case, compared to the normal atmosphere greatly reduced particle density in the gas phase, is impaired. This is possible, for example, via a lock system having intermediate cavities which have different gas phase particle densities (not shown).
Im vorliegenden Fall der Prüfvorrichtung 10 wird nicht alleine der Prüfkörper 22, sondern auch die Crimpverbindungen 28 und die Zugmassen 30 geprüft. In Abhängigkeit der Materialien, aus denen der Prüfkörper 22, die Crimpverbindungen 28 und die Zugmassen 30 bestehen und von ihrer Form, kann jede von diesen die Komponente mit der geringsten Zugfestigkeit sein und reißen. Auch die Verbindung von den einzelnen Komponenten und die Verbindung zur Prüfvorrichtung 10 werden geprüft. Beispielsweise können auch zwei unterschiedliche Crimpverbindungen 28 verwendet werden, so dass sich in der Prüfvorrichtung 10 gleichzeitig zwei verschiedene Crimpverbindungen 28 und deren Verbindung zum Prüfkörper 22 prüfen lassen. Es kann auch alleine ein Prüfkörper 22, beispielsweise ein Prüfkörper 22 in Form eines Kabels geprüft werden; d.h. ohne Crimpverbindungen 28 und Zugmassen 30. Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiels einer Prüfvorrichtung 10' in einer Draufsicht. In der Prüfvorrichtung 10' sind im Gegensatz zur Prüfvorrichtung 10 keine Zugmassen 30 vorgesehen. Die Prüfkraft wird in der Prüfvorrichtung 10' alleine durch die Zentrifugalbeschleunigung der Masse des Prüflings 21 erzeugt. Hierfür ist der Prüfkörper 22 beispielsweise ein Kabel mit einem Kabelquerschnitt von mehr als 20 mm2 und einer Kabellänge von weniger als 200 mm, beispielsweise 150 mm. Der Prüfkörper 22 ist durch eine Crimpverbindung 28' mit der Welle 14 verbunden. Der Prüfling 21 enthält in diesem Fall also den Prüfkörper 22 und die Crimpverbindung 28', jedoch keine zusätzliche Zugmasse 30. Die Masse der Welle 14 dient in diesem Fall als eine Zentralmasse 44, dessen Massenschwerpunkt 46 mit der Rotationsachse 18 zusammenfällt. Die Prüfvorrichtung 10' weist des Weiteren eine erste Kompensationsmasse 48 auf, die verschiebbar auf der Wirkungslinie 50 der auf den Prüfling 21 wirkenden Zentrifugalkraft angeordnet ist, so dass eine Änderung des Massenschwerpunktes 24 aufgrund einer Änderung des Massenschwerpunkts 52 des Prüflings 21 ausgeglichen werden kann. Zum Verschieben der ersten Kompensationsmasse 48 ist beispielsweise eine Beförderungseinrichtung 51 entlang der Wirkungslinie 50 angeordnet, die die erste Kompensationsmasse 48 entlang der Wirkungslinie 50 verschieben kann. In the present case of the test apparatus 10, not only the test body 22, but also the crimped connections 28 and the tensile masses 30 are tested. Depending on the materials of which the test specimen 22, the crimps 28 and the tensile compositions 30 are made and their shape, each of these may be the component with the least tensile strength and tear. The connection of the individual components and the connection to the test apparatus 10 are also tested. For example, two different crimp connections 28 can also be used, so that two different crimp connections 28 and their connection to the test body 22 can be tested simultaneously in the test apparatus 10. It can also alone a test piece 22, for example, a test piece 22 are tested in the form of a cable; ie without crimped connections 28 and tensile masses 30. FIG. 3 shows a second exemplary embodiment of a test apparatus 10 'in a plan view. In the test apparatus 10 ', in contrast to the test apparatus 10, no tensile masses 30 are provided. The test force is generated in the test apparatus 10 'solely by the centrifugal acceleration of the mass of the test piece 21. For this purpose, the test piece 22 is, for example, a cable with a cable cross section of more than 20 mm 2 and a cable length of less than 200 mm, for example 150 mm. The test piece 22 is connected to the shaft 14 by a crimped connection 28 '. In this case, the test specimen 21 thus contains the test body 22 and the crimped connection 28 ', but no additional traction mass 30. The mass of the shaft 14 serves in this case as a central mass 44 whose center of mass 46 coincides with the axis of rotation 18. The test apparatus 10 'furthermore has a first compensation mass 48, which is arranged displaceably on the line of action 50 of the centrifugal force acting on the test object 21, so that a change in the center of mass 24 due to a change in the center of gravity 52 of the test object 21 can be compensated. For displacing the first compensation mass 48, for example, a conveying device 51 is arranged along the line of action 50, which can displace the first compensation mass 48 along the line of action 50.
Aufgrund der ausgeglichenen Anordnung des Massenschwerpunkts 52 des Prüflings 21 und eines Massenschwerpunkts 54 der ersten Kompensationsmasse 48 fällt in einem ruhenden Zustand der Massenschwerpunkt 24 mit der Rotationsachse 18 zusammen. In einem rotierten Zustand dehnt sich der Prüfling 21 ' aus und sein Massenschwerpunkt 52' wird hierdurch von der Rotationsachse 18 weg nach außen verschoben. Dies würde den Massenschwerpunkt 24 ohne eine Kompensation von der Rotationsachse 18 weg in Richtung des Massenschwerpunkts 52' schieben. Um dies zu verhindern, wird die erste Kompensationsmasse 48' im rotierenden Zustand der Prüf Vorrichtung 10 entlang der Wirkungslinie auf der dem Prüfling 21 gegenüberliegenden Seite nach außen verschoben, so dass der verschobene Massenschwerpunkt 54' der ersten Kompensationsmasse 48' den verschobenen Massenschwerpunkt 52' des Prüflings kompensiert und der Massenschwerpunkt 24 der rotierend angetriebenen Massen mit der Rotationsachse 18 zusammenfällt. Due to the balanced arrangement of the center of gravity 52 of the test piece 21 and a center of mass 54 of the first compensation mass 48, the center of mass 24 coincides with the axis of rotation 18 in a stationary state. In a rotated state, the test piece 21 'expands and its center of gravity 52' is thereby displaced outwardly from the axis of rotation 18. This would push the center of mass 24 away from the axis of rotation 18 in the direction of the center of gravity 52 'without compensation. To prevent this, the first compensation mass 48 'in the rotating state of the test device 10 along the line of action on the opposite side of the sample 21 is displaced outwards, so that the shifted center of mass 54' of the first compensation mass 48 'the shifted center of gravity 52' of the Test specimens compensated and the center of gravity 24 of the rotationally driven masses with the axis of rotation 18 coincides.
Die Prüf Vorrichtung 10 kann piezoelektrische Elemente an einem Hauptlager des Rotationsantriebs 12 aufweisen, die dafür ausgebildet sind eine Verschiebung des Massenschwerpunkts 24 der rotierend angetriebenen Massen zu erfassen, indem sie nach Art einer Wheatstoneschen Brückenschaltung einen Diagonalspannungswert messen (nicht gezeigt). Die Verschiebung des Massenschwerpunkts 54' der ersten Kompensationsmasse 48' führt bei der Wheatstoneschen Brückenschaltung zu einem sinkenden Diagonalspannungswert, je näher der Massenschwerpunkt 24 der Rotationsachse 18 kommt, da die piezoelektrischen Elemente weniger stark zusammengedrückt werden und daher eine geringe Spannung auftritt. Wenn die Diagonalspannung der Wheatstoneschen Brückenschaltung auf 0 V gefallen ist, fällt die Rotationsachse 18 mit dem Massenschwerpunkt 24 der rotierend angetriebenen Massen zusammen. Mit Hilfe der Wheatstoneschen Brückenschaltung und der Verschiebung des Prüflings 21 lässt sich auch eine Dehnung des Prüflings 21 bestimmen. Um die erste Kompensationsmasse 48 derart zu verschieben, dass der Massenschwerpunkt 24 mit der Rotationsachse 18 zusammenfällt, kann die Prüfvorrichtung Sensoreinheiten, beispielsweise eine Streckenmesseinheit und/oder andere Sensoren und einen mit diesen verbundenen Regelkreis aufweisen, der sicherstellt, dass die Beförderungs- Vorrichtung 51 die erste Kompensationsmasse 48 entsprechend der Längenänderung des Prüflings 21 verschiebt. Im Betrieb wird also die als Zentrifuge dienende Prüfvorrichtung 10' mittels der ersten Kompensationsmasse 48, beispielsweise durch Verschieben von rk nach rk' auf der gemeinsamen Wirkungslinie 50 mit der Masse des Prüflings 21 , ausbalanciert. Die radiale Verschiebung des Massenschwerpunktes 54 nach 54' (mks- mks') der ersten Kompensationsmasse 48 bzw. 48' bei zunehmender Prüfkraft, entspricht der Prüflingsdehnung und damit der Verschiebung des Massenschwerpunktes 52 zu 52' (mps- nripS') des Prüflings 21 bzw. 21 '. Im vorliegend gezeigten Ausführungsbeispiel ändert sich im Wesentlichen die Länge des Prüfkörpers 22 bzw. 22'. The test apparatus 10 may comprise piezoelectric elements on a main bearing of the rotary drive 12 which are adapted to detect a displacement of the center of gravity 24 of the rotationally driven masses by measuring a diagonal voltage value in the manner of a Wheatstone bridge circuit (not shown). The shift of the center of mass 54 'of the first compensation mass 48' in the Wheatstone bridge circuit leads to a decreasing diagonal voltage value, the closer the center of gravity 24 of the axis of rotation 18 comes because the piezoelectric elements are compressed less strongly and therefore a low voltage occurs. When the diagonal voltage of the Wheatstone bridge circuit has dropped to 0 V, the axis of rotation 18 coincides with the center of gravity 24 of the rotationally driven masses. With the help of the Wheatstone bridge circuit and the displacement of the test object 21, it is also possible to determine an elongation of the test object 21. In order to displace the first compensation mass 48 such that the center of gravity 24 coincides with the axis of rotation 18, the test apparatus may comprise sensor units, for example a distance measuring unit and / or other sensors and a control circuit connected to them, which ensures that the conveying apparatus 51 first compensation mass 48 shifts according to the change in length of the specimen 21. In operation, therefore, serving as a centrifuge test apparatus 10 'by means of the first compensation mass 48, for example, by moving r k to r k ' on the common line of action 50 with the mass of the specimen 21, balanced. The radial displacement of the center of gravity 54 to 54 '(m ks - m ks ') of the first compensation mass 48 and 48' with increasing test force, corresponds to the Prüflingsdehnung and thus the shift of the center of gravity 52 to 52 '(m ps - nrip S ') of the test piece 21 or 21 '. In the exemplary embodiment shown here, essentially the length of the test body 22 or 22 'changes.
Figur 4 zeigt das zweite Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung 10' in einer Draufsicht mit einem abgerissenem Prüfkörper 22". Kommt es in einer ausbalancierten Prüfvorrichtung 10' zu einem Prüflingsabriss, beispielsweise ein Abreißen des Prüfkörpers 22" oder ein Auflösen der Verbindung zwischen Prüfkörper 22" und Crimpverbindung 28', so ist damit dem rotierenden System, abhängig von der Stelle des Abrisses, ungefähr die halbe Rotationsenergie entzogen. Da sich konstruktionsbedingt an der Position der verbliebe- nen rotierend angetriebenen Massen, d.h. im Wesentlichen die Position der Zentralmasse 44 und der ersten Kompensationsmasse 48, zueinander nichts ändert, muss sich ein neues Gleichgewicht einstellen, wobei der neue Massenschwerpunkt 24 und die neue Rotationsachse 18 auf der Wirkungslinie zwischen dem Massenschwerpunkt 46 der Zentralmasse 44 und dem Massenschwerpunkt 54 der ersten Kompensationsmasse 48 liegen. Im gezeigten Ausführungsbeispiel hat die Prüfvorrichtung 10' eine bewegliche Aufhängung, d.h., die Prüfvorrichtung 10' ist schwimmend gelagert, so dass die Prüfvorrichtung 10' nach einem Abriss des Prüfkörpers 22" um ihren Massenschwerpunkt 24 rotiert und sich somit die Rotationsachse 18 entsprechend verschiebt, wenn sich ein neues Gleichgewicht einstellt. Dieses Gleichgewicht führt zu einer Rotationsachse 18, die nicht mit der Längsachse der Welle 14 zusammenfällt, so dass sich in diesem Fall die Welle 14 mit um die Rotationsachse 18 dreht. In einem nicht gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Aufhängung starr; in diesem Fall fällt der Massenschwerpunkt 24 nicht mit der Rotationsachse 18 zusammen. 4 shows the second exemplary embodiment of the test apparatus 10 'in a plan view with a torn-off test body 22 "If a test object tears off in a balanced test apparatus 10', for example a tearing off of the test body 22" or a dissolution of the connection between test body 22 "and crimp connection As a result of the design, the position of the remaining rotationally driven masses, ie essentially the position of the central mass 44 and the first compensation mass 48, is removed from the rotating system, depending on the location of the break , does not change anything, a new equilibrium must be established, with the new center of gravity 24 and the new axis of rotation 18 are on the line of action between the center of mass 46 of the central mass 44 and the center of mass 54 of the first compensation mass 48. In the illustrated embodiment, the Prüfvorric 10 'a movable suspension, ie, the test apparatus 10' is floating, so that the test apparatus 10 'after a demolition of the test piece 22 "rotates about its center of mass 24 and thus the axis of rotation 18 moves accordingly when a new equilibrium occurs , This balance leads to a rotation axis 18, which does not coincide with the longitudinal axis of the shaft 14, so that in this case the shaft 14 rotates about the rotation axis 18. In an embodiment not shown, the suspension is rigid; In this case, the center of gravity 24 does not coincide with the axis of rotation 18.
Die gesamte Rotationsenergie verteilt sich zu gleichen Teilen auf die übrig gebliebene Zentralmasse 44 und die erste Kompensationsmasse 48. Im gezeigten Ausführungsbei- spiel der Prüfvorrichtung 10' hat die Zentralmasse 44 ca. das 20-fache der Masse des Prüflings 21 , beispielsweise ca. 12 kg. Die Zentralmasse 44 hat auch ca. das 20-fache der ersten Kompensationsmasse 48, die mit einer zur Masse des Prüflings 21 ähnlich großen Masse vorgesehen ist. Hierdurch wird sichergestellt, dass der Massenschwer- punkt 24 beim Abriss des Prüfkörpers 22" möglichst nah an der Längsachse der Welle 14 bleibt. The entire rotational energy is distributed in equal parts on the remaining central mass 44 and the first compensation mass 48. In the exemplary embodiment shown, play the test apparatus 10 ', the central mass 44 has approximately 20 times the mass of the specimen 21, for example, about 12 kg. The central mass 44 also has about 20 times the first compensation mass 48, which is provided with a mass similar to the mass of the test piece 21 mass. This ensures that the center of mass 24 remains as close as possible to the longitudinal axis of the shaft 14 when the test specimen 22 "is torn off.
Die in der Rotationsachse 18 wirkende Zentrifugalkraft der beiden rotierenden Massen, d.h. die Zentrifugalkraft der Zentralmasse 44 (mz) und der ersten Kompensationsmasse 48 (mk) müssen gleich groß sein. Daher ergibt sich beispielsweise für den Fall, dass die Zentralmasse 44 genau 20-mal so groß ist wie die erste Kompensationsmasse 48, die folgende Gleichung für die Bahnradien: mz - co2 - rz = mk - co2 - rk II mz = 20 · mk ; l— The centrifugal force of the two rotating masses acting in the axis of rotation 18, ie the centrifugal force of the central mass 44 ( m.sub.z ) and the first compensating mass 48 ( m.sub.k ), must be equal. Therefore, results for example in the case that the central mass 44 is exactly 20 times as large as the first compensation mass 48, the following equation for the web radii: m z - co 2 - r z = m k - co 2 - r k II m z = 20 · m k ; l-
Y Y
20mk - rz = mk -rk ^ rz = - 20m k - r z = m k -r k ^ r z = -
Bei einem Bahnradius rk der ersten Kompensationsmasse 48 von 100 mm beträgt der Bahnradius rz der Zentralmasse 44 nur 5 mm. Die bewegliche Aufhängung der als Zentrifuge dienenden Prüfvorrichtung 10' kann einen ca. 10 mm breiten umlaufenden Freiraum haben. Daher werden in diesem Fall keinerlei Beschleunigungskräfte auf das Gehäuse 34 übertragen. Um die in den rotierend angetriebenen Massen gespeicherte Energie abzugeben, kann der Rotationsantrieb 12 als Generator geschaltet werden. Hierbei wandelt der Rotationsantrieb 12 die Bewegungsenergie in elektrische Energie um. Die Bewegungsenergie kann entweder mit Hilfe eines Bremswiderstands als Wärme an die Umgebung abgegeben werden oder mit Hilfe von elektrischen und/oder kinetischen Energiespeichern, beispielsweise Kondensatoren gespeichert werden. Wenn die Energie an elektrische und/oder kinetische Energiespeicher, z.B. ein Schwungrad oder derglei- chen, abgegeben wird, kann diese für das Prüfen eines neuen Prüflings 21 wiederverwendet werden. With a path radius r k of the first compensation mass 48 of 100 mm, the path radius r z of the central mass 44 is only 5 mm. The movable suspension of the centrifuge serving test device 10 'may have an approximately 10 mm wide circumferential free space. Therefore, no acceleration forces are transmitted to the housing 34 in this case. In order to deliver the energy stored in the rotatingly driven masses, the rotary drive 12 can be switched as a generator. Here, the rotary drive 12 converts the kinetic energy into electrical energy. The kinetic energy can either be released as heat to the environment with the aid of a braking resistor or stored with the aid of electrical and / or kinetic energy stores, for example capacitors. If the energy is delivered to electrical and / or kinetic energy stores, eg a flywheel or the like, it can be reused for testing a new test object 21.
Figur 5 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel einer Prüfvorrichtung 10" in einer Draufsicht in einer ersten Stellung von zwei zweiten Kompensationsmassen bzw. Balanciermassen 56 und 56'. Die Balanciermassen 56 und 56' sind in einem Winkel zur Wirkungslinie 50 und somit zum Prüfling 21 angeordnet. In Fig. 5 beträgt der Winkel zwischen Wirkungsli- nie 50 und den Balanciermassen 56 und 56' jeweils 90°. Im Betrieb der Prüfvorrichtung 10", d.h. wenn der Prüfling 21 durch Rotation geprüft wird, rotieren die Balanciermassen 56 und 56' um die Rotationsachse 18 mit. 5 shows a third exemplary embodiment of a testing device 10 "in a plan view in a first position of two second compensating masses 56 and 56 '. The balancing masses 56 and 56' are arranged at an angle to the line of action 50 and thus to the test piece 21 5, the angle between Wirkungsli- never 50 and the Balanciermassen 56 and 56 'each 90 °. During operation of the test apparatus 10 ", ie when the test object 21 is checked by rotation, the balancing masses 56 and 56 'rotate about the axis of rotation 18.
Die als Zentrifuge dienende Prüfvorrichtung 10" ermöglicht es eine bei einer Fehlanpas- sung der ersten Kompensationsmasse 48 entstehende Unwucht auszugleichen. Hierfür kann der Massenschwerpunkt 58 der Balanciermassen 56 und 56' durch eine Kompensationseinheit für Balanciermassen 56, 56', eine sogenannte Balanciereinheit 60 verschoben werden. Die Balanciereinheit 60 verschiebt hierzu die Balanciermassen 56 und 56' entlang des Radius' rb um einen jeweiligen Winkel, um den Massenschwerpunkt 24 mit der Rotationsachse 18 in Übereinstimmung zu bringen (s. Fig. 6 bis 8). In Figur 5 ist die erste Kompensationsmasse 48 (mk) derart angeordnet, dass sie die Masse des Prüflings 21 genau kompensiert. Daher sind die Balanciermassen 56 und 56' (mb1 , mb2) um 90° zur Wirkungslinie 50 angeordnet, so dass sie keinen Einfluss auf die Prüfkraft haben, da sich die Zentrifugalkräfte der Balanciermassen 56 und 56' gegenseitig kompensieren. Der Kraftangriffspunkt der Balanciermassen 56 und 56' (mb1 , mb2) liegt auf der Rotationsachse 18 und erzeugt kein Lastmoment für den Balancierantrieb. Die Balanciereinheit 60 muss im Betrieb mit einer konstanten Drehzahl nur die Lagerreibung der Balanciermassen 56 und 56' im Zentrum der Prüfvorrichtung 10" überwinden, da der Rotationsradius rb der Balanciermassen 56 und 56' konstant bleibt und somit die kinetische Energie der Balanciermassen 56 und 56' konstant bleibt. The test device 10 "serving as a centrifuge makes it possible to compensate for an imbalance resulting from a mismatch of the first compensating mass 48. For this purpose, the center of gravity 58 of the balancing masses 56 and 56 'can be displaced by a balancing mass compensation unit 56, 56', a so-called balancing unit 60 For this purpose, the balancing unit 60 displaces the balancing masses 56 and 56 'along the radius' r b by a respective angle in order to bring the center of gravity 24 into conformity with the axis of rotation 18 (see FIGS. 6 to 8) first compensation mass 48 (m k ) is arranged such that it accurately compensates the mass of the test object 21. Therefore, the balancing masses 56 and 56 '(m b1 , m b2 ) are arranged at 90 ° to the line of action 50, so that they have no influence on the Test force, since the centrifugal forces of the balancing masses 56 and 56 'mutually compensate each other, the force application point of the balancing masses 56 and 56 '(m b1 , m b2 ) is located on the axis of rotation 18 and does not generate a load moment for the Balancierantrieb. The balancing unit 60 must only overcome the bearing friction of the balancing masses 56 and 56 'in the center of the testing device 10 "when operating at a constant rotational speed since the radius of rotation r b of the balancing masses 56 and 56' remains constant and thus the kinetic energy of the balancing masses 56 and 56 'remains constant.
Erot = (mbl + mb2 ) - rb 2 - ω2 II rb = konstant ; ω = konstant. E red = (m bl + m b2 ) - r b 2 - ω 2 II r b = constant; ω = constant.
Figur 6 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung 10" mit den Balanciermassen 56 und 56' (mb1 , mb2) in einer Winkelstellung, die den Massenschwerpunkt 58 der Balanciermassen 56 und 56' auf die Seite der ersten Kompensationsmasse 48 ver- schiebt. Die Anpassung der Winkelstellung führt zu einem symmetrisch ausbalancierten System und ist beispielsweise eine Folge einer Fehlanpassung der ersten Kompensationsmasse 48 (mk) und/oder weil der Prüfling 21 , insbesondere der Prüfkörper 22, sich unter dem Einfluss der Prüfkraft ausgedehnt hat und sich somit der Massenschwerpunkt 52 des Prüflings 21 auf der Wirkungslinie 50 zum Massenschwerpunkt 52' des Prüflings 21 ' verschoben hat (mps- nripS'). FIG. 6 shows the third exemplary embodiment of the test apparatus 10 "with the balancing masses 56 and 56 '(m b1, m b2 ) in an angular position which displaces the center of gravity 58 of the balancing masses 56 and 56' onto the side of the first compensating mass 48 Adjustment of the angular position leads to a symmetrically balanced system and is, for example, a consequence of a mismatch of the first compensation mass 48 (m k ) and / or because the test specimen 21, in particular the test specimen 22, has expanded under the influence of the test load and thus the center of mass 52 of the test piece 21 has shifted on the line of action 50 to the center of mass 52 'of the test piece 21' (m ps - nrip S ').
Figur 7 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung 10" mit den Balanciermassen 56 und 56' (mb1 , mb2) in einer Winkelstellung, die den Massenschwerpunkt 58 der Balanciermassen 56 und 56' auf die Seite des Prüflings 21 "' verschiebt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist eine Kabelummantelung bzw. Kabelisolation von einem Prüfkörper 22"' in Form eines Kabels abgerutscht, wodurch sich der Massenschwerpunkt 52"' des Prüflings 21 "' näher zur Rotationsachse 18 hin verschoben hat. Die Balanciermassen 56 und 56' kompensieren in diesem Fall die reduzierte Masse des Prüflings 21 "' gegen- über der ersten Kompensationsmasse 48. Figure 7 shows the third embodiment of the test apparatus 10 "with the Balanciermassen 56 and 56 '(m b1, m b2 ) in an angular position, which moves the center of mass 58 of the Balanciermassen 56 and 56' on the side of the specimen 21"'. Im shown In the exemplary embodiment, a cable sheath or cable insulation has slid off a test body 22 '' in the form of a cable, as a result of which the center of mass 52 '' of the test piece 21 '' has moved closer to the axis of rotation 18. The balancing masses 56 and 56 'compensate for this reduced mass of the specimen 21 "'compared to the first compensation mass 48th
Figur 8 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung 10" mit den Balanciermassen 56 und 56' (mb1 , mb2) in einer jeweils verschiedenen Winkelstellung, die den Massenschwerpunkt 58 der Balanciermassen 56 und 56' auf die Seite der ersten Kompensationsmasse 48 verschiebt. Die Winkelstellung der Balanciermassen 56 und 56' ist nicht symmetrisch zur Wirkungslinie 50, so dass der Massenschwerpunkt 58 der Balanciermassen 56 und 56' in diesem Fall nicht auf die Wirkungslinie 50 fällt. Die asymmetrische Einstellung der Balanciermassen 56 und 56' ermöglicht es auch Beschleunigungskräfte, mit beliebiger vom Rotationszentrum wegzeigender Richtung auszugleichen. FIG. 8 shows the third exemplary embodiment of the test device 10 "with the balancing masses 56 and 56 '(m b1, m b2 ) in a different angular position which shifts the center of gravity 58 of the balancing masses 56 and 56' to the side of the first compensation mass 48 Angular position of Balanciermassen 56 and 56 'is not symmetrical to the line of action 50, so that the center of mass 58 of Balanciermassen 56 and 56' in this case does not fall on the line of action 50. The asymmetric adjustment of Balanciermassen 56 and 56 'also allows acceleration forces, with compensate for any direction pointing away from the center of rotation.
Fig. 9 und Fig. 10 zeigen ein viertes Ausführungsbeispiel einer Prüf Vorrichtung 10"' in einer Draufsicht (Fig. 9) und in einer schematischen Seitenansicht mit Teiltransparenzen (Fig. 10). Die Prüfvorrichtung 10"' hat einen Rotationsantrieb 12, eine Welle 14 und eine Kompensationseinheit 15. 9 and 10 show a fourth embodiment of a testing device 10 "'in a plan view (Figure 9) and in a schematic side view with partial transparencies (Figure 10)." The testing device 10 "' has a rotary drive 12, a shaft 14 and a compensation unit 15.
Der Rotationsantrieb 12 ist über die Welle 14 mit einer Rotationswellenplattform 61 verbunden und treibt diese an, indem er die Rotationswellenplattform 61 um eine Rotati- onsachse 18 rotiert. Der Rotationsantrieb 12 kann eine Drehzahl von bis zu 1200 Umdrehungen pro Minute (U/min.) liefern. Der Rotationsantrieb 12 kann eine vorbestimmte Drehzahl liefern oder die Drehzahl kann kontinuierlich erhöht werden, beispielsweise bis der Prüfling 21 reißt. Alternativ kann der Rotationsantrieb 12 auch ausgeführt sein eine Drehzahl von bis zu 800 U/min., bis zu 1000 U/min., bis zu 1250 U/min., bis zu 1300 U/min., bis zu 1500 U/min. oder bis zu 2000 U/min. zu liefern. The rotary drive 12 is connected via the shaft 14 to a rotary shaft platform 61 and drives it by rotating the rotary shaft platform 61 about a rotation axis 18. The rotary drive 12 can provide a speed of up to 1200 revolutions per minute (RPM). The rotary drive 12 can provide a predetermined speed or the speed can be increased continuously, for example, until the test piece 21 breaks. Alternatively, the rotary drive 12 can also be designed with a speed of up to 800 rpm, up to 1000 rpm, up to 1250 rpm, up to 1300 rpm, up to 1500 rpm. or up to 2000 rpm. to deliver.
Die Kompensationseinheit 15 enthält eine Führung 62, Kraftmesser 63, Räder 64, Zugmassen 30, Verbindungselemente 66, Einstellelemente 68, Halteelemente 72, Antriebsräder 74, Antriebswelle 76, Antriebsmotor 78 und Winkelmesser 79. Compensation unit 15 includes a guide 62, dynamometers 63, wheels 64, traction masses 30, connecting elements 66, adjusting elements 68, retaining elements 72, drive wheels 74, drive shaft 76, drive motor 78 and protractor 79.
Den Zugmassen 30 ist jeweils ein Einstellelement 68 zugeordnet. Die Zugmassen 30 weisen ein Außengewinde 70 auf, in das ein jeweiliges Innengewinde eines jeweiligen Einstellelements 68 eingreift. Die Gewinde sind selbsthemmend. Die Einstellelemente 68 sind über ein jeweiliges Verbindungselement 66 drehbar, aber unverschieblich mit der Führung 62 verbunden. Die Zugmassen 30 können durch Drehung des jeweiligen Ein- stellelementes 68 entlang der Führung 62 verschoben werden. Das Außengewinde 70 der linken Zugmasse 30 ist ein Linksgewinde und das Außengewinde 70 der rechten Zugmasse 30 ist ein Rechtsgewinde, so dass bei Drehung des jeweiligen Einstellele- ments 68 die Zugmassen 30 in entgegengesetzte Richtungen zueinander verschoben werden, d.h. aufeinander zu oder voneinander weg. The Zugmassen 30 is assigned in each case an adjustment 68. The traction masses 30 have an external thread 70 into which a respective internal thread of a respective adjusting element 68 engages. The threads are self-locking. The adjusting members 68 are rotatable about a respective connecting member 66, but immovable with the Guide 62 connected. The tensile masses 30 can be displaced along the guide 62 by rotation of the respective adjusting element 68. The external thread 70 of the left traction mass 30 is a left-hand thread and the external thread 70 of the right traction mass 30 is a right-hand thread, so that upon rotation of the respective adjustment element 68, the traction masses 30 are displaced in opposite directions, ie towards or away from each other.
Um die Einstellelemente 68 zu drehen, wird der Antriebsmotor 78 verwendet. Der Antriebsmotor 78 ist über die Antriebswelle 76 mit den Antriebsrädern 74 verbunden. Die Antriebsräder 74 können die Einstellelemente 68 in zwei Drehrichtungen drehen, so dass die Einstellelemente 68 die Zugmassen 30 aufeinander zu oder voneinander weg schieben können. Der Winkelmesser 79 kann die Umdrehungen der Antriebswelle 76 erfassen und hieraus eine zurückgelegte Strecke der Zugmassen 30 bestimmen. Die Antriebsräder 74 haben in diesem Ausführungsbeispiel eine Stirnverzahnung, die in eine Stirnverzahnung des jeweiligen Einstellelements 68 greift. Die Verbindung zwischen Antriebsrädern 74 und Einstellelementen 68 kann auch jede andere dem Fachmann bekannte Form aufweisen, die es erlaubt die Einstellelemente 68 über die Antriebsräder 74 anzutreiben bzw. zu drehen. Die Antriebswelle 76 ist in diesem Ausführungsbeispiel eine durchgängige Welle. Sie kann alternativ auch geteilt ausgeführt sein (nicht gezeigt), so dass jedes der Antriebsräder 74 einzeln angesteuert werden kann, um die Zugmassen 30 und die mit diesen verbundenen Halteelemente 72 zu verschieben. Hierfür können auch zwei Antriebsmotoren 78 vorgesehen sein. Alternativ können auch die Antriebsräder 74 derart ausgeführt sein, dass sie an das Einstellelement 68 heran- und weggefahren oder ein- und ausgekoppelt werden können, um selektiv eines der Einstellelemente 68 anzutreiben bzw. zu drehen und nur eine der Zugmassen 30 zu verschieben (nicht gezeigt). Die vorgenannten alternativen Ausführungen sind insbesondere sinnvoll, wenn der Prüfling 22 eine asymmetrische Massenverteilung aufweist, weil beispielsweise an den Längsenden verschiedene mit Crimpverbindungen 28 verbundene Schäfte, z.B. unterschiedlich große Ösen 80 oder andere Verbindungselemente angeordnet sind. To rotate the adjustment members 68, the drive motor 78 is used. The drive motor 78 is connected to the drive wheels 74 via the drive shaft 76. The drive wheels 74 may rotate the adjustment members 68 in two directions of rotation so that the adjustment members 68 may push the tow masses 30 toward or away from each other. The protractor 79 can detect the revolutions of the drive shaft 76 and determine a distance of the traction masses 30 from this. The drive wheels 74 have in this embodiment, a spur toothing which engages in a spur toothing of the respective adjusting member 68. The connection between drive wheels 74 and adjustment elements 68 may also have any other shape known to those skilled in the art, which allows the adjustment elements 68 to be driven via the drive wheels 74. The drive shaft 76 is a continuous shaft in this embodiment. Alternatively, it can also be designed split (not shown) so that each of the drive wheels 74 can be controlled individually in order to displace the traction masses 30 and the holding elements 72 connected thereto. For this purpose, two drive motors 78 may be provided. Alternatively, the drive wheels 74 may be configured to be moved up and down on the adjustment member 68 or to be coupled in and out to selectively drive or rotate one of the adjustment members 68 and to displace only one of the tow masses 30 (not shown) ). The aforementioned alternative embodiments are particularly useful when the test piece 22 has an asymmetric mass distribution, for example, because at the longitudinal ends different shafts connected to crimps 28, e.g. differently sized eyelets 80 or other connecting elements are arranged.
Die Führung 62 enthält in diesem Ausführungsbeispiel vier Führungsstäbe, die einen Rahmen bilden. Die Führung 62 kann auch nur einen Führungsstab, oder zwei, sechs, acht oder eine beliebige Anzahl an Führungsstäben enthalten. Die Führung 62 führt die zwei Zugmassen 30, die jeweils Räder 64 aufweisen, welche auf den Führungsstäben der Führung 62 abrollen, so dass zwischen Führung 62 und Zugmasse 30 keine oder nur geringe Reibungskräfte wirken. Jede Zugmasse 30 hat in diesem Ausführungsbeispiel eine Masse von 18 kg. Alternativ kann jede Zugmasse 30 auch eine Masse von beispielsweise, 1 kg, 2 kg, 5 kg, 10 kg, 15 kg, 20 kg oder 25 kg haben. Die Außengewinde 70 sind so ausgelegt, dass jede der Zugmassen 30 um 50 mm verschoben werden kann. Die Außengewinde 70 können alternativ auch ausgeführt sein, jede der Zugmassen 30 um bis zu 20 mm, 25 mm, 30 mm, 40 mm, 60 mm, 70 mm, 80 mm, 90 mm oder 100 mm zu verschieben. The guide 62 in this embodiment includes four guide rods forming a frame. The guide 62 may also include only one guide bar, or two, six, eight, or any number of guide bars. The guide 62 guides the two traction masses 30, which each have wheels 64, which roll on the guide rods of the guide 62, so that no or only slight frictional forces act between the guide 62 and the traction mass 30. Each train mass 30 has a mass of 18 kg in this embodiment. Alternatively, each train mass 30 may also have a mass of, for example, 1 kg, 2 kg, 5 kg, 10 kg, 15 kg, 20 kg or 25 kg. The outer threads 70 are designed so that each of the Zugmassen 30 can be moved by 50 mm. The external threads 70 may alternatively be designed to displace each of the traction masses 30 by up to 20 mm, 25 mm, 30 mm, 40 mm, 60 mm, 70 mm, 80 mm, 90 mm or 100 mm.
Die Zugmassen 30 sind jeweils mit einem Halteelement 72 verbunden, das dazu dient den Prüfkörper 22 eines Prüflings 21 festzuhalten. Die Halteelemente 72 halten den Prüfling 21 an bzw. nahe den zwei Längsenden des Prüfkörpers 22. In diesem Ausfüh- rungsbeispiel ist der Prüfkörper 22 locker im Halteelement 72 gehalten, so dass der Prüfkörper 22 mechanisches Spiel hat und der Prüfling 21 oder die Halteelemente 72 um eine bestimmte Strecke verschoben werden können, ohne eine Zugkraft in den Prüfling 21 einzubringen. Die Halteelemente 72 können den Prüfkörper 22 auch fest einschließen, so dass er in alle Richtungen fest gehalten wird. Die Halteelemente 72 liegen jeweils an einer eine Crimpverbindung 28 bildenden Schaft einer Öse 80 an. Der Prüfkörper 22 hat in diesem Ausführungsbeispiel eine Isolation und einen Leiter 82, beispielsweise in Form eines elektrischen Leiters, optischen Leiters oder dergleichen. Der Außendurchmesser des Prüfkörpers 22, insbesondere des Leiters 82 ist geringer als der Außendurchmesser des die Crimpverbindung 28 bildenden Schafts, so dass die Halteelemente 72 nur bis zur Crimpverbindung 28 verschoben werden können, ohne eine Zugkraft auf den Prüfling 21 auszuüben. Da die Halteelemente 72 an den Zugmassen 30 befestigt sind, verschieben sie sich, wenn die Zugmassen 30 verschoben werden. Der Winkelmesser 79 kann, da die Halteelemente 72 an den Zugmassen 30 befestigt sind, auch die zurückgelegte Strecke der Halteelemente 72 bestimmen. Der Kraftmesser 63 ist an der Führung 62 angebracht und kann beispielsweise einen kraftschlüssig mit der Führung 62 verbundener Dehnungsmessstreifen oder dergleichen aufweisen, der über die Dehnung der Führung 62 ermöglicht, die auf die Führung 62 wirkende Zentrifugalkraft während des Rotierens der Prüfvorrichtung 10"' zu bestimmen. Um zu erfassen, ob die auf die Führung 62 wirkende Zentrifugalkraft minimal ist, kann alternativ auch erfasst werden, ob eine äußere Stirnflanke 81 des jeweiligen Einstellelements 68 an einer jeweiligen Gegenflanke des Verbindungselements 66 anliegt. Solange dies für beide Einstellelemente 68 der Fall ist, kann noch wenigstens ein Teil der Zentrifugalkraft auf die Führung 62 einwirken. Sobald eine äußerer Stirnflanke 81 eines der Einstellelemente 68 nicht mehr an der entsprechenden Gegenflanke des Verbindungs- elementes 66 anliegt, wird keine Zentrifugalkraft in die Führung 62 eingeleitet, sondern die volle Zentrifugalkraft wirkt auf den Prüfling 21 und die Einstellelemente 68 müssen nicht weiter nachgeführt werden. Dieser Zustand ist sensorisch erfassbar. Das Einstellelement 68 wirkt in diesem Fall als Teil der Zugmasse 30. The traction masses 30 are each connected to a holding element 72, which serves to hold the specimen 22 of a specimen 21. The holding elements 72 hold the test piece 21 at or near the two longitudinal ends of the test piece 22. In this embodiment, the test piece 22 is held loosely in the holding element 72, so that the test piece 22 has a mechanical clearance and the test piece 21 or the holding elements 72 around a certain distance can be moved without introducing a tensile force in the test piece 21. The holding elements 72 can also firmly enclose the test body 22, so that it is held firmly in all directions. The holding elements 72 abut respectively on a shaft of an eyelet 80 forming a crimp connection 28. The test piece 22 has in this embodiment, an insulation and a conductor 82, for example in the form of an electrical conductor, optical conductor or the like. The outer diameter of the test piece 22, in particular of the conductor 82, is less than the outer diameter of the shank forming the crimp connection 28, so that the holding elements 72 can only be displaced as far as the crimp connection 28 without exerting a tensile force on the test piece 21. Since the holding members 72 are fixed to the Zugmassen 30, they move when the Zugmassen 30 are moved. The protractor 79, since the holding elements 72 are attached to the traction masses 30, also determine the distance covered by the holding elements 72. The dynamometer 63 is mounted on the guide 62 and may, for example, have a strain gauge or the like connected to the guide 62 which, via the extension of the guide 62, allows the centrifugal force on the guide 62 to be determined during rotation of the test apparatus 10 "' In order to detect whether the centrifugal force acting on the guide 62 is minimal, it may alternatively be detected whether an outer end flank 81 of the respective adjusting element 68 bears against a respective counter flank of the connecting element 66. As long as this is the case for both adjusting elements 68, At least a part of the centrifugal force can still act on the guide 62. As soon as an outer end flank 81 of one of the adjusting elements 68 no longer bears against the corresponding counter flank of the connecting element 66, no centrifugal force is introduced into the guide 62 the full centrifugal force acts on the test piece 21 and the adjusting elements 68 do not need to be tracked further. This condition can be sensed. The adjusting member 68 acts in this case as part of the train mass 30th
Die Funktionsweise der Prüfvorrichtung 10"' unterscheidet sich zu den mit Kompensati- onsmassen arbeitenden Prüfvorrichtungen, da die Prüfvorrichtung 10"' gemäß des Ausführungsbeispiels der Fig. 9 und Fig. 10 den Prüfling 21 derart anordnet, dass eine Massenschwerpunktsverschiebung während des Rotierens um die Rotationsachse 18 nicht auftritt, d.h. der Prüfling 21 wird um die Rotationsachse 18 herum symmetrisch gedehnt. Die Kompensation der Verschiebung des Massenschwerpunkts 24 ist dem Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung 10"' der Figuren 9 und 10 also inhärent und geschieht automatisch aufgrund der Anordnung des Prüflings 21. The functioning of the test apparatus 10 "'differs from the test apparatuses working with compensation masses, since the test apparatus 10" "according to the exemplary embodiment of FIGS. 9 and 10 arranges the test piece 21 in such a way that a center of mass displacement occurs during rotation about the axis of rotation 18 does not occur, ie the specimen 21 is stretched symmetrically about the rotation axis 18. The compensation of the shift of the center of gravity 24 is therefore inherent to the exemplary embodiment of the test device 10 "'of FIGS. 9 and 10 and is effected automatically on the basis of the arrangement of the test object 21.
Im Folgenden wird die Funktionsweise der Prüfvorrichtung 10"' im Detail beim Betrieb der Prüfvorrichtung 10"', d.h. beim Rotieren um die Rotationsachse 18 erläutert. Hereinafter, the operation of the test apparatus 10 "'in detail in the operation of the test apparatus 10"', i. explained during rotation about the rotation axis 18.
Durch das Rotieren um die Rotationsachse 18 wirkt auf die Komponenten der Prüfvor- richtung 10"' eine Zentrifugalkraft. Hierdurch können die Zugmassen 30 und somit die Halteelemente 72 entlang der Führung 62 verschoben werden ohne, dass ein wesentlicher Kraftaufwand erforderlich ist, da die durch die Rotation erzeugte Zugkraft bereits auf die Komponenten, der Prüfvorrichtung 10"' wirkt. Durch Verschieben der Halteelemente 72 zum jeweiligen Längsende oder in die Nähe des jeweiligen Längsendes des Prüfkör- pers 22, kann der Prüfling 21 symmetrisch um die Rotationsachse so angeordnet werden, dass der Massenschwerpunkt 24 der rotierenden Massen der Prüfvorrichtung 10"' auf der Rotationsachse 18 liegt. Wenn die Halteelemente 72 noch weiter voneinander weg verschoben werden, d.h. in Richtung der durch die Rotation erzeugten Zentrifugalkraft, wirkt die auf die Zugmassen 30 wirkende Zentrifugalkraft als Zugkraft zunehmend auf den Prüfling 21 . Zuvor, d.h. solange die Halteelemente 72 nicht nachgestellt werden, wirkt die auf die Zugmasse 30 wirkende Zentrifugalkraft auf die Führung 62, die Einstellelemente 68, die Zugmasse 30 und die Halteelemente 72. Die Einstellelemente 68 können dadurch die Halteelemente 72 im Wesentlichen ohne Kraftaufwand verschieben, bis die in die Führung 62 eingebrachte Zugkraft minimiert ist und die in den Prüfling 21 eingebrachte Zugkraft maximiert ist. Die in die Führung 62 eingebrachte Zugkraft kann durch den Kraftmesser 63 erfasst werden. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Antriebsmotor 78 so ausgeführt, dass die von dem Antriebsmotor 78 erzeugte Kraft nicht ausreicht, um eine (zusätzliche) Dehnung des Prüflings 21 zu bewirken oder eine nennenswerte Kraft auf den Prüfling 21 auszuüben. Dies bedeutet, dass die Einstellelemente 68 durch den Antriebsmotor 78 immer nur solange bewegt werden können, wie der in den Prüfling 21 eingeleitete Teil der Zentrifugalkraft kleiner als die gesamte Zentrifugalkraft ist. In diesem Fall kann auf einen gesonderten Kraftsensor oder Kraftmesser zum Erfassen der in die Führung 62 eingeleiteten (Teil-)Zentrifugalkraft verzichtet werden. Alternativ kann der Antriebsmotor 78 auch ausgebildet sein die Einstellelemente 68 weiter anzutreiben. Wenn die Drehzahl der Prüfvorrichtung 10"' weiter erhöht wird, erhöht sich die Zentrifugalkraft und wird zum Teil wieder von der Führung 62 aufgenommen. Dies kann durch den Kraftmesser 63 erfasst werden. Durch ein erneutes Verschieben der Halteelemente 72 kann die in die Führung 62 eingebrachte Zugkraft wieder minimiert werden, so dass schließlich die gesamte wirkende Zentrifugalkraft als Zugkraft (und Prüfkraft) in den Prüfling 21 eingeleitet wird. Durch die durch die Drehzahl definierte Rotationsgeschwindigkeit, die bekannten Massen der Komponenten der Prüf Vorrichtung 10"' und des Prüflings 21 und deren Position kann die auf den Prüfling 21 wirkende Zugkraft bestimmt werden und durch den von den Halteelementen 72 zurückgelegten Weg können dann Dehnungs- und Zugfestigkeitseigenschaften des Prüflings 21 bestimmt werden. Die zurückgelegte Strecke wird in diesem Ausführungsbeispiel von dem Winkelmesser 79 erfasst. Alternativ kann die zurückgelegte Strecke auch von einer anderen Streckenmesseinheit, beispielsweise einem Wegmesser, beispielsweise in der Form eines optischen Wegmessers oder dergleichen erfasst werden. Sobald der Prüfling 21 abreißt, kann ein Zugfestigkeitsmesswert ermittelt werden. Im Gegensatz zu den in den vorherigen Figuren beschriebenen Prüfvorrichtungen, werden die Zugmassen 30 in diesem Fall nicht nach außen geschleudert, da sie durch die selbsthemmenden Gewinde gehalten werden. Die Prüfvorrichtung 10"' gemäß dem Ausführungsbeispiel der Figuren 9 und 10 ermöglicht es also zu verhindern, dass die Zugmas- sen 30 nach außen beispielsweise gegen einen Anschlag geschleudert werden (vgl. das Ausführungsbeispiel der Fig, 1 und 2, sowie das Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 1 ). The centrifugal force acts on the components of the test apparatus 10 "'as a result of the rotation about the axis of rotation 18. As a result, the traction masses 30 and thus the holding elements 72 can be displaced along the guide 62 without a significant expenditure of force being required, since the force required by the Rotation generated tensile force already on the components, the test device 10 "'acts. By moving the holding elements 72 to the respective longitudinal end or in the vicinity of the respective longitudinal end of the Prüfkör- pers 22, the sample 21 can be arranged symmetrically about the axis of rotation so that the center of gravity 24 of the rotating masses of the test apparatus 10 "'is located on the axis of rotation 18 When the holding members 72 are further displaced away from each other, ie, in the direction of the centrifugal force generated by the rotation, the centrifugal force acting on the pulling masses 30 increasingly acts as a pulling force on the test piece 21. Previously, ie, as long as the holding members 72 are not adjusted The force acting on the train mass 30 centrifugal force on the guide 62, the adjusting elements 68, the Zugmasse 30 and the holding elements 72. The adjusting 68 can thereby move the holding elements 72 substantially without effort until the introduced into the guide 62 tensile force is minimized and the tensile force introduced into the test piece 21 max The tensile force introduced into the guide 62 can be detected by the force gauge 63. In this embodiment, the drive motor 78 is designed so that the force generated by the drive motor 78 is insufficient to cause an (additional) elongation of the test piece 21 or exert a significant force on the test piece 21. This means that the adjusting elements 68 through the Drive motor 78 can only be moved as long as the introduced into the specimen 21 part of the centrifugal force is less than the total centrifugal force. In this case, can be dispensed with a separate force sensor or force gauge for detecting the introduced into the guide 62 (partial) centrifugal force. Alternatively, the drive motor 78 may also be designed to continue to drive the adjusting elements 68. As the rotational speed of the test apparatus 10 "'is further increased, the centrifugal force increases and is partially recovered by the guide 62. This can be detected by the dynamometer 63. By retracting the retainer members 72, the spring can be inserted into the guide 62 Tensile force are again minimized, so that finally the total acting centrifugal force as tensile force (and test force) is introduced into the test piece 21. By the rotational speed defined by the rotational speed, the known masses of the components of the test device 10 "'and the test piece 21 and their Position, the tensile force acting on the test piece 21 can be determined, and by the distance traveled by the holding elements 72 then the tensile and tensile properties of the specimen 21 can be determined. The covered distance is detected by the protractor 79 in this embodiment. Alternatively, the covered distance can also be detected by another distance measuring unit, for example a displacement meter, for example in the form of an optical displacement meter or the like. As soon as the test piece 21 breaks off, a measured tensile strength value can be determined. In contrast to the test devices described in the previous figures, the tensile masses 30 are not thrown outwards in this case, since they are held by the self-locking threads. 9 and 10 thus makes it possible to prevent the drawers 30 from being thrown outwards, for example, against a stop (cf., the exemplary embodiment of FIGS 1 1).
Fig. 1 1 zeigt ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Prüfvorrichtung 10"". Die Funktionsweise dieser Prüfvorrichtung ist ähnlich zu der aus Fig. 9 und Fig. 10. Auch die Prüfvorrichtung 10"" ordnet den Prüfling 21 derart an, dass eine Massenschwerpunktsverschiebung während des Rotierens um die Rotationsachse 18 nicht auftritt, d.h. der Prüfling 21 wird um die Rotationsachse 18 herum symmetrisch gedehnt. Die Kompensation der Verschiebung des Massenschwerpunkts 24 ist also auch dem Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung 10"" der Figur 1 1 inhärent. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel aus Fig. 9 und Fig. 10, weist die Prüfvorrichtung 10"" jedoch keine Führung 62 auf. Fig. 1 1 shows a fifth embodiment of a test apparatus 10 "". The operation of this test apparatus is similar to that of FIG. 9 and FIG. 10. Also, the test apparatus 10 "" arranges the test piece 21 such that a center of gravity displacement does not occur during rotation about the rotation axis 18, ie, the test piece 21 is around the Rotation axis 18 symmetrically stretched around. The compensation of the shift of the center of gravity 24 is therefore also the embodiment of the test apparatus 10 "" of Figure 1 1 inherent. In contrast to the embodiment of FIGS. 9 and 10, however, the test apparatus 10 "" does not have a guide 62.
Die Prüf Vorrichtung 10"" hat Einstellelemente 68 und verschiebbare Halter 84. Die Einstellelemente 68 sind in diesem Ausführungsbeispiel in der Rotationswellenplattform 61 angeordnet. Die verschiebbaren Halter 84 sind an einem Längsende mit den Einstellelementen 68 verschiebbar verbunden und können von diesen verschoben werden. An dem anderen Längsende der Halter 84 kann der Prüfling 21 durch Halteelemente 72 gehalten werden. Die Halteelemente 72 halten den Prüfkörper 22 des Prüflings 21 an einem jeweiligen Längsende oder nahe eines jeweiligen Längsendes des Prüfkörpers 22. Die Halteelemente 72 können beispielsweise aus zwei U-förmigen Teilstücken bestehen. Der Prüfkörper 22 wird dann in ein nach oben offenes U-förmiges Teilstück eingelegt und ein weiteres nach unten offenes U-förmiges Teilstück des Halteelements 72 wird von oben über den Prüfkörper 22 angebracht und an dem anderen U-förmigen Teilstück befestigt, so dass der Prüfkörper 22 nur entlang der Prüflingsachse verrutschen kann. Die Haltele- mente 72 können den Prüfkörper 22 auch so fest halten, dass kein verrutschen entlang der Prüflingsachse möglich ist. The testing device 10 "" has adjusting elements 68 and displaceable holders 84. The adjusting elements 68 are arranged in the rotation shaft platform 61 in this exemplary embodiment. The slidable holders 84 are slidably connected at one longitudinal end to the adjusting elements 68 and can be displaced therefrom. At the other longitudinal end of the holder 84, the test piece 21 can be held by holding elements 72. The holding members 72 hold the specimen 22 of the specimen 21 at a respective longitudinal end or near a respective longitudinal end of the specimen 22. The support members 72 may for example consist of two U-shaped sections. The test piece 22 is then inserted into an upwardly open U-shaped portion and another downwardly open U-shaped portion of the support member 72 is mounted from above the test piece 22 and attached to the other U-shaped portion, so that the test specimen 22 can only slip along the Prüflingsachse. The retaining elements 72 can also hold the test specimen 22 so tightly that no slippage along the specimen axis is possible.
Wenn die Prüfvorrichtung 10"" um die Rotationsachse 18 rotiert wird, können die Halter 84 nahezu ohne Kraftaufwand entlang der Rotationswellenplattform 61 nach außen, d.h. in Richtung der wirkenden Zentrifugraikraft verschoben werden, so dass eine Zugkraft in den Prüfling 21 über die Halteelemente 72 eingebracht werden kann. When the test apparatus 10 "" is rotated about the axis of rotation 18, the holders 84 can be moved outwardly along the rotation shaft platform 61 with almost no force. be shifted in the direction of the acting centrifugal force, so that a tensile force can be introduced into the specimen 21 via the holding elements 72.
Die Details der Funktionsweise sind ähnlich wie für das in Fig. 9 und Fig. 10 beschriebene Ausführungsbeispiel der Prüfvorrichtung. Einige Komponenten der Prüfvorrichtung 10"" wurden daher in der schematischen Darstellung nicht dargestellt. Diese sind für den Fachmann jedoch leicht in Verbindung mit Fig. 9 erkennbar. Die Zugmassen 30 können in diesem Ausführungsbeispiel durch die die Prüfvorrichtung 10"" umgebende Gehäusewand gebremst werden, die in diesem Fall als Anschlag dient. The details of the operation are similar to the embodiment of the test apparatus described in FIGS. 9 and 10. Some components of the test apparatus 10 "" were therefore not shown in the schematic representation. However, these will be readily apparent to those skilled in the art in connection with FIG. In this exemplary embodiment, the traction masses 30 can be braked by the housing wall surrounding the test apparatus 10 "", which serves as a stop in this case.
Fig. 12 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Prüf Vorrichtung 10""'. In diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Zugmassen 30 mit Hilfe einer Verbindungsvorrichtung 86 verbunden, so dass im Falle des Abrisses eines Prüflings 21 (nicht gezeigt, perspektivisch hinter der Verbindungsvorrichtung 86 und zwischen den Halteelementen 72 angeordnet), die Strecke, die sich die Zugmassen 30 nach außen bewegen können, durch die Länge der Verbindungsvorrichtung 86 begrenzt ist. Auch dieses Ausführungsbeispiel verwendet das Funktionsprinzip der Anordnung des Prüflings 21 um die Rotati- onsachse, so dass der Massenschwerpunkt 24 mit der Rotationsachse 18 zusammen fällt und sich der Prüfling 21 symmetrisch um die Rotationsachse 18 ausdehnt. Zusätzliche Kompensationsmassen sind auch in diesem Fall überflüssig. Fig. 12 shows a sixth embodiment of a test apparatus 10 ""'. In this embodiment, the two traction masses 30 are connected by means of a connecting device 86, so that in the case of the demolition of a specimen 21 (not shown, in perspective behind the connecting device 86 and disposed between the holding elements 72), the distance, the traction masses 30 after can move outside, is limited by the length of the connecting device 86. This exemplary embodiment also uses the functional principle of the arrangement of the test object 21 around the rotator. onsachse, so that the center of gravity 24 coincides with the axis of rotation 18 and the specimen 21 expands symmetrically about the axis of rotation 18. Additional compensation masses are superfluous even in this case.
Fig. 13 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Prüfen eines Prüflings. Das Verfahren umfasst die Schritte: Fig. 13 shows a first embodiment of a method for testing a device under test. The method comprises the steps:
200 Bestimmen einer Länge entlang einer Längsachse eines Prüflings. 200 determining a length along a longitudinal axis of a test piece.
210 Befestigen des Prüflings an und/oder in einer Prüfvorrichtung. 210 attaching the test specimen and / or in a tester.
220 Rotieren des Prüflings um eine Rotationsachse bis zu einer vorbestimmten Drehzahl. Während des Rotierens stellt ein kontinuierliches Anpassen des Massenschwerpunktes des rotierenden Systems sicher, dass der Massenschwerpunkt des rotierenden Systems mit der Rotationsachse zusammenfällt. 220 Rotate the test specimen about an axis of rotation up to a predetermined speed. During rotation, continuously adjusting the center of gravity of the rotating system ensures that the center of mass of the rotating system coincides with the axis of rotation.
230 Bestimmen eines Zugfestigkeitsmesswertes, wenn der Prüfling vor Erreichen der vorbestimmten Drehzahl abreißt. 230 determining a tensile strength measurement value if the candidate demolishes before reaching the predetermined speed.
240 Bestimmen eines Dehnungsmesswertes über eine Änderung der Länge des Prüflings entlang der Längsachse des Prüflings, wenn der Prüfling die vorbestimmte Drehzahl erreicht hat. 240 determining a strain measurement value over a change in the length of the specimen along the longitudinal axis of the specimen when the specimen has reached the predetermined speed.
Fig. 14 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Prüfen eines Prüflings mit wenigstens einem Prüfkörper durch eine auf den Prüfling wirkende Zentrifugalkraft in einer Prüfvorrichtung. Die Prüfvorrichtung hat zwei Halteelementen zum Halten des Prüfkörpers, wenigstens ein mit einer Führung verbundenes Einstellelement zum Verschieben der Halteelemente, und eine Streckenmesseinheit zum Erfassen einer zurückgelegten Strecke der Halteelemente. Das Verfahren umfasst die Schritte: 14 shows a second embodiment of a method for testing a specimen having at least one specimen by a centrifugal force acting on the specimen in a test apparatus. The test apparatus has two holding elements for holding the test specimen, at least one adjusting element connected to a guide for displacing the holding elements, and a distance measuring unit for detecting a traversed distance of the holding elements. The method comprises the steps:
300 Halten eines Prüflings an oder nahe eines jeweiligen Längsendes des Prüfkörpers durch die Halteelemente. 300 holding a test specimen at or near a respective longitudinal end of the test specimen by the holding elements.
310 Rotieren des Prüflings um eine Rotationsachse. Während des Rotierens des Prüflings um die Rotationsachse wird das mit der Führung verbundene Einstellelement so lange angetrieben und verschiebt die Halteelemente bis die in die Füh- rung eingeleitete Zugkraft minimal wird und die in den Prüfling eingeleitete Zugkraft maximal wird. 310 Rotating the test specimen about an axis of rotation. During rotation of the test object about the axis of rotation, the adjusting element connected to the guide is driven for so long and shifts the holding elements until reaching the position in the guide. The tensile force introduced is minimal and the tensile force introduced into the test specimen becomes maximum.
Bestimmen eines Dehnungs- und/oder Zugfestigkeitsmesswertes durch die Streckenmesseinheit, die die aufgrund des Antreibens mit dem Einstellelement zurückgelegte Strecke des Halteelementes bestimmt. Determining a strain and / or tensile strength measured value by the distance measuring unit, which determines the distance traveled by the driving with the adjusting element of the holding element.
Bezuqszeichenliste LIST OF REFERENCES
10 Prüfvorrichtung 10 tester
12 Rotationsantrieb  12 rotary drive
14 Welle  14 wave
15 Kompensationseinheit 15 compensation unit
16 Einstellrollen  16 adjusting rollers
18 Rotationsachse  18 rotation axis
20 Achse durch die Einstellrollen  20 axis through the adjustment rollers
21 Prüfling  21 test object
22 Prüfkörper 22 specimens
24 Massenschwerpunkt der rotierend angetriebenen Massen 24 Mass center of the rotationally driven masses
26 Winkelgeschwindigkeit 26 angular velocity
27 Einstelldrehachse  27 adjusting rotary axis
28 Crimpverbindung  28 crimp connection
30 Zugmasse 30 train mass
32 Streckenmesseinheit  32 distance measurement unit
34 Gehäuse  34 housing
36 Hohlraum  36 cavity
38 Prüfkammer  38 test chamber
40 Prüfkammerdeckel 40 test chamber lid
42 Gummielement  42 rubber element
44, mz Zentralmasse (mz) 46, mzs Massenschwerpunkt der Zentralmasse (mzs) 44, mz central mass (m z ) 46, mzs center of gravity of the central mass (m zs )
48, mk erste Kompensationsmasse  48, mk first compensation mass
50 Wirkungslinie  50 line of action
51 Beförderungsvorrichtung  51 conveying device
52, mps Massenschwerpunkts des Prüflings (mps) 52, mps Mass center of the specimen (m ps )
54, mks Massenschwerpunkt der ersten Kompensationsmasse (mks) 56, mb1 zweite Kompensationsmasse 1 bzw. Balanciermasse 1 (mb1) 56', mb2 zweite Kompensationsmasse 2 bzw. Balanciermasse 2 (mb2) 58, mbs Massenschwerpunkt der Balanciermassen (mbs) 54, mks center of mass of the first compensation mass (m ks ) 56, mb1 second compensating mass 1 or balancing mass 1 (m b1 ) 56 ', mb2 second compensating mass 2 or balancing mass 2 (m b2 ) 58, mbs center of mass of the balancing masses (m bs )
60 Kompensationseinheit für Balanciermassen, Balanciereinheit mp Masse des Prüflings (mp) 60 compensation unit for Balanciermassen, Balanciereinheit mp mass of the test piece (m p)
rp Rotationsradius der Masse des Prüflings (rp) rp rotation radius of the mass of the test piece (r p )
rk Rotationsradius der ersten Kompensationsmasse (rk) rk rotation radius of the first compensation mass (r k )
rz Rotationsradius der Zentralmasse (rz) rz rotation radius of the central mass (r z )
rb Rotationsradius der Balanciermassen (rb) rb rotation radius of the balancing masses (r b )
61 Rotationswellenplattform  61 Rotary shaft platform
62 Führung  62 leadership
63 Kraftmesser  63 dynamometer
64 Räder  64 wheels
66 Verbindungselement  66 connecting element
68 Einstellelement 68 adjustment element
70 Außengewinde 72 Halteelemente70 external thread 72 holding elements
74 Antriebsräder 74 drive wheels
76 Antriebswelle  76 drive shaft
78 Antriebsmotor 80 Öse  78 Drive motor 80 eyelet
81 äußere Stirnflanke 81 outer front edge
82 Leiter 82 conductors
84 Halter 84 holders
86 Verbindungsvorrichtung  86 connection device

Claims

Ansprüche claims
Prüfvorrichtung (10; 10'; 10"; 10"'; 10""; 10""') zum Prüfen eines Prüflings (21 , 21 '; 21 "; 21 "') mit wenigstens einem Prüfkörper (22, 22'; 22"; 22"') durch eine auf den Prüfling (21 , 21 '; 21 "; 21 "') wirkende Zentrifugalkraft, mit einem Rotationsantrieb (12), einer mit dem Rotationsantrieb (12) verbundenen Rotationseinheit (14), die ausgebildet ist um eine Rotationsachse (18) zu rotieren, wenn die Rotationseinheit (14) von dem Rotationsantrieb (12) angetrieben wird, einer mit der Rotationseinheit (14) verbundenen oder einen Teil der Rotationseinheit (14) bildenden Befestigungsvorrichtung (16, 16'; 28'; 72) zum Befestigen eines Prüflings (21 , 21 '; 21 "; 21 "'), wenigstens einer Kompensationseinheit (15; 51 , 60), die ausgebildet ist, wenn der Rotationsantrieb (12) die Rotationseinheit (14) antreibt und ein Prüfling (21 , 21 '; 21 "; 21 "') an und/oder in der Befestigungsvorrichtung (16, 16'; 28'; 72) befestigt ist, sicherzustellen, dass ein Massenschwerpunkt (24) der rotierend angetriebenen Massen einschließlich der Massen von Rotationseinheit (14), Befestigungsvorrichtung (16, 16'; 28'; 72) und Prüfling (21 , 21 '; 21 "; 21 "') mit der Rotationsachse (18) zusammenfällt und einer Streckenmesseinheit (32; 78), die ausgebildet ist während des Betriebs der Prüfvorrichtung (10; 10'; 10") eine Länge des Prüflings (21 , 21 ') und/oder eine Position des Prüflings (21 , 21 ') relativ zur Streckenmesseinheit (32; 78) zu messen, wenn der Prüfling (21 , 21 ') an und/oder in der Befestigungsvorrichtung (16, 16'; 28'; 72) befestigt ist. Testing device (10; 10 '; 10 "; 10"'; 10 ""; 10 "" ') for testing a specimen (21, 21', 21 ", 21" ') with at least one specimen (22, 22'; 22 "') by a centrifugal force acting on the test piece (21, 21'; 21"; 21 "'), with a rotary drive (12), a rotation unit (14) connected to the rotary drive (12) is to rotate about a rotation axis (18) when the rotation unit (14) is driven by the rotary drive (12), a fastening device (16, 16 ', 28') connected to the rotation unit (14) or forming part of the rotation unit (14) 72) for fastening a test piece (21, 21 ', 21 ", 21"'), at least one compensation unit (15, 51, 60), which is formed when the rotary drive (12) drives the rotary unit (14) and a test piece (21, 21 ', 21 ", 21"') is attached to and / or in the fastening device (16, 16 ', 28', 72) to ensure that a center of mass (24) of the r otierend driven masses including the masses of rotation unit (14), fastening device (16, 16 '; 28 '; 72) and the test piece (21, 21 ', 21 ", 21"') coincides with the axis of rotation (18) and a distance measuring unit (32, 78) which is formed during operation of the testing device (10, 10 ', 10 "). measuring a length of the test piece (21, 21 ') and / or a position of the test piece (21, 21') relative to the distance measuring unit (32, 78) when the test piece (21, 21 ') and / or in the fastening device (16, 16 ', 28', 72) is attached.
Prüfvorrichtung (10"") gemäß Anspruch 1 , wobei die Befestigungsvorrichtung (72) zwei Halteelemente (72) aufweist, die mit wenigstens einem Einstellelement (68) verbunden sind, wobei das wenigstens eine Einstellelement (68) mit der Rotationseinheit (61 ) verbunden ist oder einen Teil der Rotationseinheit (61 ) bildet, wobei das wenigstens eine Einstellelemente (68) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass es wenigstens einen Teil der Kompensationseinheit (15) bildet und wobei jedes der Halteelemente (72) dazu angeordnet und ausgebildet ist den Prüfkörper (22) an oder nahe einem jeweiligen Längsende des Prüfkörpers (22) zu halten und das wenigstens eine Einstellelement (68) dazu ausgebildet ist das jeweilige Halteelement (72) wenigstens entlang einer Prüflingslängsachse zu verschieben. The testing apparatus (10 "") according to claim 1, wherein said fixing device (72) comprises two holding members (72) connected to at least one adjusting member (68), said at least one adjusting member (68) being connected to said rotating unit (61) or forms part of the rotation unit (61), wherein the at least one adjustment member (68) is arranged and configured to form at least part of the compensation unit (15), and wherein each of the support members (72) is arranged and formed at the test body (22) at or near a respective longitudinal end of the To hold test specimen (22) and the at least one adjusting element (68) is adapted to move the respective holding element (72) at least along a Prüflingslängsachse.
Prüfvorrichtung (10"') gemäß Anspruch 1 , wobei die Kompensationseinheit (15) wenigstens eine parallel zu einer Prüflingslängsachse angeordnete Führung (62) aufweist, die fest mit der Rotationseinheit (61 ) verbunden ist oder einen Teil der Rotationseinheit (61 ) bildet, wobei die Befestigungsvorrichtung (72) zwei mit der Führung (62) wirkverbundene verschiebbare Halteelemente (72) aufweist, die jeweils dazu ausgebildet sind den Prüfkörper (22) an oder nahe einem jeweiligen Längsende des Prüfkörpers (22) zu halten und wobei die Halteelemente (72) entlang der Führung (62) verschiebbar sind. The test apparatus (10 "') according to claim 1, wherein the compensation unit (15) has at least one guide (62) arranged parallel to a longitudinal axis of the test piece, fixedly connected to the rotation unit (61) or forming part of the rotation unit (61) the fastening device (72) has two displaceable holding elements (72) which are operatively connected to the guide (62) and which are each designed to hold the test body (22) at or near a respective longitudinal end of the test body (22) and wherein the holding elements (72) along the guide (62) are displaceable.
Prüfvorrichtung (10"') gemäß Anspruch 3, wobei die Prüfvorrichtung (10"') wenigstens ein Einstellelement (68) zum Einstellen der Position des jeweiligen Halteelements (72) entlang der Führung (62) aufweist. The test apparatus (10 "') according to claim 3, wherein the test apparatus (10"') has at least one adjustment member (68) for adjusting the position of the respective support member (72) along the guide (62).
Prüfvorrichtung (10"') gemäß Anspruch 4, wobei die Prüfvorrichtung (10"') zwei Zugmassen (30) aufweist, die entlang der Führung (62) verschiebbar sind und jeweils mit einem der Halteelemente (72) verbunden sind. A test device (10 "') according to claim 4, wherein the test device (10"') has two traction masses (30) displaceable along the guide (62) and each connected to one of the retaining elements (72).
Prüf Vorrichtung (10; 10'; 10") gemäß Anspruch 1 , wobei die rotierend angetriebenen Massen wenigstens eine erste mittels der Kompensationseinheit (51 ) verschiebbare Kompensationsmasse (48, 48') und wenigstens eine zweite mittels der Kompensationseinheit (60) verschiebbare Kompensationsmasse (56, 56') aufweisen, die um einen mittels der Kompensationseinheit (60) verschiebbaren Winkel zur Wirkungslinie (50) zwischen der ersten Kompensationsmasse (48, 48') und der Masse des Prüflings (21 , 21 ') angeordnet ist. Test device (10, 10 ', 10 ") according to claim 1, wherein the rotationally driven masses at least a first by the compensation unit (51) displaceable compensation mass (48, 48') and at least one second by means of the compensation unit (60) displaceable compensation mass ( 56, 56 '), which is arranged around an offset by means of the compensation unit (60) angle to the line of action (50) between the first compensation mass (48, 48') and the mass of the test piece (21, 21 ').
7. Prüf Vorrichtung (10; 10'; 10"; 10"'; 10""; 10""') gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 , 2, 3, 4 oder 6, wobei die Prüfvorrichtung (10; 10'; 10") zwei Zugmassen (30) aufweist und wobei jede der Zugmassen (30) ausgebildet ist an einem Ende oder nahe eines Endes des Prüfkörpers (22) befestigt zu werden und/oder einen Teil des Prüflings (21 ) zu bilden. A test device (10; 10 '; 10 "; 10"'; 10 ""; 10 "" ') according to at least one of claims 1, 2, 3, 4 or 6, wherein the test device (10; 10'; 10 ") has two tensile masses (30), and wherein each of the tensile masses (30) is adapted to be attached to one end or near one end of the test specimen (22) and / or to form part of the specimen (21).
Prüf Vorrichtung (10; 10'; 10") gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Befestigungsvorrichtung (16, 16') zwei verschiebbare Einstellelemente (16, 16') aufweist, die angeordnet und ausgebildet sind den Prüfling (21 ) zwischen sich einzuschließen, wobei jedes der zwei Einstellelemente (16, 16') wenigstens entlang einer durch die zwei Einstellelemente (16, 16') verlaufenden Achse (20) verschiebbar ist. Test device (10; 10 '; 10 ") according to at least one of claims 1 to 7, wherein the fastening device (16, 16') has two displaceable adjusting elements (16, 16 ') which are arranged and formed the test object (21). between them, each of the two adjusting elements (16, 16 ') being displaceable at least along an axis (20) passing through the two adjusting elements (16, 16').
Prüf Vorrichtung (10; 10'; 10") gemäß Anspruch 8, wobei jedes der Einstellelemente (16, 16') drehbar gelagert ist und eine Einstelldrehsachse (27) aufweist und wobei die Einstellelemente (16, 16') derart angeordnet und ausgebildet sind, dass sie wenigstens einen Teil der Kompensationseinheit (15) bilden und, dass ein Drehen der Einstellelemente (16, 16') um ihre jeweilige Einstelldrehachse (27) den Prüfling (21 ) entlang einer Prüflingslängsachse verschiebt, wodurch der Massenschwerpunkt (52, 52') des Prüflings (21 , 21 ') relativ zur Rotationsachse (18) verschoben wird. The testing apparatus (10; 10 '; 10 ") according to claim 8, wherein each of said adjusting members (16, 16') is rotatably supported and has an adjusting rotational axis (27) and wherein said adjusting members (16, 16 ') are arranged and formed in that they form at least part of the compensation unit (15) and that rotation of the adjustment elements (16, 16 ') about their respective adjustment rotational axis (27) shifts the specimen (21) along a longitudinal axis of the specimen causing the center of gravity (52, 52') ) of the test piece (21, 21 ') is displaced relative to the axis of rotation (18).
Prüf Vorrichtung (10; 10'; 10"; 10"'; 10""; 10""') gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Prüf Vorrichtung (10; 10'; 10"; 10"'; 10""; 10""') ausgebildet ist einen Prüfkörper (22, 22'; 22"; 22"') in Form eines Kabels (22, 22'; 22"; 22"') mit einem Querschnitt von mehr als 20 mm2 und einer Kabellänge von weniger als 200 mm, beispielsweise 150 mm zu prüfen. 1 1. Prüf Vorrichtung (10; 10'; 10"; 10"'; 10""; 10""') gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Prüfvorrichtung (10; 10'; 10"; 10"'; 10""; 10""') dazu ausgebildet ist für ein Kabel (22, 22';22";22"') mit einem Querschnitt von mehr als 20 mm2 und einer Kabellänge von weniger als 200 mm, beispielsweise 150 mm eine Zugkraft in Form einer Zentrifugalkraft von wenigstens 15 kN, beispielsweise wenigstens 25 kN, beispielsweise wenigstens 40 kN, beispielsweise wenigstens 50 kN, beispielsweise wenigstens 100 kN zu erzeugen. A testing device (10; 10 '; 10 ";10"'; 10 ""; 10 ""') according to at least one of claims 1 to 9, wherein the testing device (10; 10'; 10 ";10"'; 10 ""') is formed in the form of a cable (22, 22', 22 ", 22"') having a cross section of more than 20 a test body (22, 22', 22 ", 22"') mm 2 and a cable length of less than 200 mm, for example 150 mm. A test device (10; 10 '; 10 ";10"'; 10 ""; 10 ""') according to at least one of claims 1 to 10, wherein the test device (10; 10'; 10 ";10"). 10, 10 '"') is designed for a cable (22, 22 ', 22", 22 "') with a cross section of more than 20 mm 2 and a cable length of less than 200 mm, for example 150 mm to generate a tensile force in the form of a centrifugal force of at least 15 kN, for example at least 25 kN, for example at least 40 kN, for example at least 50 kN, for example at least 100 kN.
12. Verfahren zum Prüfen eines Prüflings (21 , 21 '; 21 "; 21 "'), umfassend die Schritte: Bestimmen einer Länge entlang einer Längsachse eines Prüflings (21 , 21 '; 21 "; 21 "'), A method of inspecting a device under test (21, 21 ', 21 ", 21"') comprising the steps of: Determining a length along a longitudinal axis of a test piece (21, 21 ', 21 ", 21"'),
Befestigen des Prüflings (21 , 21 '; 21 "; 21 "') an und/oder in einer Prüfvorrichtung (10; 10'; 10"), Attaching the test piece (21, 21 '; 21 "; 21"') to and / or in a test device (10; 10 '; 10 "),
Rotieren des Prüflings (21 , 21 '; 21 "; 21 "') um eine Rotationsachse (18) bis zu einer vorbestimmten Drehzahl, wobei ein kontinuierliches Anpassen des Massenschwerpunktes (24) des rotierenden Systems während des Rotierens sicherstellt, dass der Massenschwerpunkt (24) des rotierenden Systems mit der Rotationsachse (18) zusammenfällt, Rotating the sample (21, 21 ', 21 ", 21"') about a rotation axis (18) to a predetermined speed, wherein continuously adjusting the center of gravity (24) of the rotating system during rotation ensures that the center of gravity (24 ) of the rotating system coincides with the axis of rotation (18),
Bestimmen eines Zugfestigkeitsmesswertes, wenn der Prüfling (21 ") vor Erreichen der vorbestimmten Drehzahl abreißt oder Determining a measured tensile strength value if the test piece (21 ") breaks off before reaching the predetermined speed or
Bestimmen eines Dehnungsmesswertes über eine Änderung der Länge des Prüflings (21 , 21 '; 21 "') entlang der Längsachse des Prüflings (21 , 21 '; 21 "'), wenn der Prüfling (21 , 21 '; 21 "') die vorbestimmte Drehzahl erreicht hat. Determining a strain measurement value via a change in the length of the specimen (21, 21 ', 21 "') along the longitudinal axis of the specimen (21, 21 ', 21"') when the specimen (21, 21 '; has reached predetermined speed.
Verfahren zum Prüfen eines Prüflings (21 ) mit wenigstens einem Prüfkörper (22) durch eine auf den Prüfling (21 ) wirkende Zentrifugalkraft in einer Prüfvorrichtung (10"') mit zwei Halteelementen (72) zum Halten des Prüfkörpers (22), wenigstens ein mit einer Führung (62) verbundenes Einstellelement (68) zum Verschieben der Halteelemente (72), eine Streckenmesseinheit (78) zum Erfassen einer zurückgelegten Strecke der Halteelemente (72), umfassend die Schritte: Method for testing a test object (21) with at least one test body (22) by a centrifugal force acting on the test object (21) in a test device (10 "') with two holding elements (72) for holding the test body (22), at least one with a guide (62) connected adjusting element (68) for displacing the holding elements (72), a distance measuring unit (78) for detecting a covered distance of the holding elements (72), comprising the steps:
Halten eines Prüflings (21 ) an oder nahe eines jeweiligen Längsendes des Prüfkörpers (22) durch die Halteelemente, Rotieren des Prüflings (21 ) um eine Rotationsachse, wobei das mit der Führung (62) verbundene Einstellelement (68) während des Rotierens des Prüflings (21 ) um die Rotationsachse so lange angetrieben wird und die Halteelemente (72) verschiebt bis die in die Führung (62) eingeleitete Zugkraft minimal wird und die in den Prüfling (21 ) eingeleitete Zugkraft maximal wird, und Holding a test piece (21) at or near a respective longitudinal end of the test piece (22) by the holding elements, Rotating the test piece (21) about an axis of rotation, wherein the adjusting member (68) connected to the guide (62) is driven during the rotation of the test piece (21) about the axis of rotation and the holding elements (72) moves to the guide (62) introduced tensile force is minimal and the introduced into the specimen (21) tensile force is maximum, and
Bestimmen eines Dehnungs- und/oder Zugfestigkeitsmesswertes durch die Streckenmesseinheit (78), die die aufgrund des Antreibens mit dem Einstellelement (68) zurückgelegte Strecke des Halteelementes (72) bestimmt. Determining a strain and / or tensile strength measured value by the distance measuring unit (78) which determines the distance of the holding element (72) traveled by the adjustment element (68).
Verwendung der Prüfvorrichtung (10; 10'; 10"; 10"'; 10""; 10""') gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 1 1 in dem Verfahren gemäß Anspruch 12 oder 13, um einen Prüfling (21 , 21 '; 21 "; 21 "') zu Prüfen. Use of the testing device (10; 10 '; 10 "; 10"'; 10 ""; 10 "" ') according to at least one of claims 1 to 1 1 in the method according to claim 12 or 13, for obtaining a test object (21, 21 '; 21 "; 21"').
15. Verwendung der Prüfvorrichtung (10; 10'; 10"; 10"'; 10""; 10""') gemäß wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 1 1 zum Prüfen eines Prüflings (21 , 21 '; 21 "; 21 "') durch eine auf den Prüfling (21 , 21 '; 21 "; 21 "') wirkende Zentrifugalkraft. 15. The use of the testing device (10, 10 ', 10 ", 10"', 10 "", 10 "" ') according to at least one of claims 1 to 1 1 for testing a test piece (21, 21', 21 ", 21") by a centrifugal force acting on the test piece (21, 21 ', 21 ", 21"').
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