DD144960A1 - DEVICE FOR MATERIAL TESTING OF MATERIAL DUTY CUTTING - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Werkstoffprüfung von Material-Dünnschnitten, insbesondere zur Prüfung der Festigkeit, zur Messung der Durchbiegung Lind der Einspannkraft. Das Ziel der Erfindung besteht in der Vermeidung der bei der Einzelprüfung und -messung dieser Kenngrößen auftretenden Unzulänglichkeiten und in der Bereitstellung reproduzierbarer Meßergebnisse. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gerät zur Werkstoffprüfung von Material-Dünnschnitten, vorzugsweise Kunststoff-Dünnschnitten, zu schaffen, das das gleichzeitige Prüfen und Messen der Festigkeit, der Durchbiegung und’ der Einspannkraft bei gleichmäßiger flächenhafter Druckbeaufschlagung gestattet. Die Aufgabe wird gelöst durch ein Gerät meßschraubenartigen Aufbaus, das zwei diametral gegenüberliegende Meßfühler 19, 21 aufweist, zwischen denen ein von einer Klemmeinrichtung aufgenommener, druckmittelbeaufschlagbarer Prüfling anordenbar ist. — Fig.1 —The invention relates to a device for material testing of material thin sections, in particular for Testing the strength, to measure the deflection Lind the clamping force. The aim of the invention consists in avoiding the occurring in the individual test and measurement of these parameters Inadequacies and in the provision of reproducible measurement results. The invention is the Task based, a device for material testing of material thin sections, preferably Plastic thin sections, to provide the simultaneous testing and measuring the strength, the Deflection and 'the clamping force with uniform area pressurization allowed. The Task is solved by a device measuring screw-like structure, the two diametrically opposite Sensor 19, 21, between which a recorded by a clamping device, druckmittelbeaufschlagbarer test sample can be arranged. - Fig.1 -

Description

28. 6. 1979 Titel der Erfindung28. 6. 1979 Title of the invention

Gerät zur Werkstoffprüfung von Material-Dünnschnitten Anwendungsgebiet der ErfindungDevice for material testing of material thin sections Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft ein Gerät zur Werkstoffprüfung von Material-Dünnschnitten, insbesondere zur Prüfung der Festigkeit, zur Messung der Durchbiegung und Einspannbzw* Auflagekraft,»The invention relates to a device for material testing of material thin sections, in particular for testing the strength, for measuring the deflection and Einspannbzw * contact force, »

Als Material-Dünnschnitte kommen vorzugsweise Kunststoff-Dünnschnitte, Folien, Platten udgl. in Betracht·As material thin sections are preferably plastic thin sections, films, plates udgl. possible ·

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Bekannt sind Einrichtungen, bei denen die Durchbiegung oder die Kraft nur allein gemessen werden können« Diese Einrichtungen haben den Nachteil, daß die Meßergebnisse nur schwer miteinander vergleichbar sind, wenn die EinspannVerhältnisse nicht vollkommen identisch, sind und.daß keine Messung der Auflage- und Einspannkraft erfolgt» Bei einer Einrichtung zur Messung der Durchbiegung geschieht die Aufbringung der Kraft über Gewichte und einen Hebelmechanismus auf den Prüfling· Die Kraftbeaufschlagung erfolgt meistens nur an mehreren Punkten, so daß keine gleichmäßigeDevices are known in which the deflection or the force can only be measured alone. "These devices have the disadvantage that the measurement results are difficult to compare with each other, if the clamping conditions are not completely identical, and.daß no measurement of support and clamping force »In a device for measuring deflection, the force is applied via weights and a lever mechanism to the test object · The force is usually applied only at several points, so that no uniform

Belastung des Kunststoffteiles auftritt, was zur Verfälschung der Meßergebnisse führen kann. Einrichtungen, die nur die Kraft oder den Druck zur Messung benutzen, sind in Form der Kugeldruckhärteprüfgeräte bekannt·¹ . . . .Loading of the plastic part occurs, which can lead to the falsification of the measurement results. Facilities that use only the force or pressure measurement are known · ¹ in the form of Kugeldruckhärteprüfgeräte. , , ,

Einrichtungen, die Kraft und Weg (Durchbiegung) durch eine gleichmäßige und flächenhafte.. Druckbeaufschlagung gleichzeitig messen und damit die Bestimmung des zweiachsigen Spannungszustandes für Kunststoffteile gestatten, sind nicht bekannteDevices which simultaneously measure force and displacement (deflection) by a uniform and areal pressure application and thus permit determination of the biaxial stress state for plastic parts are not known

Ziel der Erfindung ' .Object of the invention '.

Das Ziel der Erfindung besteht darin,ein Gerät zur Werkstoffprüfung zu schaffen, mit dem gleichzeitig die Festigkeit, die Durchbiegung und die.Einspannkraft von Material-Dünnschnitten, Folien u· dgl. unter Vermeidung der bei der Einzelprüfung und -messung dieser Kenngrößen auftretenden Unzulänglichkeiten ermittelt bzw· gemessen wird und eine Reproduzierbarkeit der Meßergebnisse gegeben ist,The object of the invention is to provide a device for material testing, with the same time determines the strength, the deflection and the clamping force of material thin sections, foils and the like, while avoiding the inadequacies occurring in the individual test and measurement of these parameters or is measured and a reproducibility of the measurement results is given,

Wesen der ErfindungEssence of the invention

Die Aufgabe der.vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Gerätes zur Werkstoffprüfung, das das gleichzeitige Prüfen und Messen der Festigkeit, der Durchbiegung und der Einspannkraf t von Material-Dünnschnitten, Folien und dgl«, bei gleichmäßiger und flächenhafter Druckbeaufschlagung gestatteteThe object der.vorliegenden invention is to provide a device for material testing, the simultaneous testing and measuring the strength, the deflection and the Einspannkraf t of material thin sections, films and the like, "allowed with uniform and areal pressurization

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Gerät meßschraubenartigen Aufbaues gelöst, mit einem als Teilungshülse ausgebildeten Grundkörper, in dem -an dessen einen der Meßschraube gegenüberliegenden freien Ende des Grundkörpers, zentral im inneren zylindrischen Teil,ein Meßfühler und diesem diametral gegenüberliegend ein in einer mit dem Grundkörper verbundenen schwenkbaren Deckplatte weitererAccording to the invention the object is achieved by an apparatus meßschraubenartigen structure, diametrically opposite with a designed as a divider sleeve base body in which -an which a micrometer opposite free end of the base body, in a central cylindrical inner part, a sensor and this one in a to the base body connected pivoting cover plate another

.- 3 - I.- 3 - I

Meßfühler vorgesehen ist und zwischen dem ersten und zweiten Meßfühler eine einen druckbeaufschlagbaren Prüfling aufnehmende Klemmeinrichtung angeordnet ist. Diese Klemmeinrichtung besteht aus einer im Grundkörper arretierten, eine Einsenkung aufweisende, als Ring ausgebildete Zwischenscheibe und aus einer in die Einsenkung eingreifende Druckzuführplatte· Zusammen mit dem Prüfling bildet die Klemmeinrichtung einen inneren und äußeren Druckraum, wobei der innere Druckraum gegenüber dem Grundkörper und der äußere Druckraum, in Abhängigkeit 'vom Prüflingsmaterial, gegenüber der Zwischenscheibe abgedichtet ist· Zur hydraulischen oder pneumatischen Beaufschlagung der Druckräume sind Zuführleitungen vorgesehen, wobei der äußere Druckraum über eine durch die Druckzuführplatte führende und der innere Druckraum über eine durch den Grundkörper führende Druckleitung gespeist wird. .Sensor is provided and between the first and second sensor is arranged a pressurizable test specimen receiving clamping device. This clamping device consists of a locked in the body, having a depression, designed as a ring washer and from a depressing into the depression Druckzuführplatte · Together with the DUT, the clamping device forms an inner and outer pressure chamber, the inner pressure chamber relative to the main body and the outer pressure chamber , for the hydraulic or pneumatic loading of the pressure chambers supply lines are provided, wherein the outer pressure chamber is fed via a leading through the Druckzuführplatte and the inner pressure chamber via a leading through the main body pressure line. ,

Der in den inneren Druckraum ragende und über die Meßtrommel an den Prüfling heranführbare Meßfühler ist vorzugsweise ein nach dem piezoelektrischen Meßprinzip arbeitender Fühler, während der in der Schwenkplatte angeordnete und mit der Druckzuführplatte in Kontakt stehende Meßfühler nach dem induktiven Meßprinzip arbeitet·The projecting into the inner pressure chamber and on the measuring drum to the DUT can be moved forward probe is preferably a working on the piezoelectric measuring principle sensor, while the arranged in the pivot plate and standing in contact with the Druckzuführplatte in contact with the inductive measuring principle works ·

Zum Zwecke der Einstellung von Basis-Meßwerten sind die Meßfühler zusammen mit ihren Aufnahmemitteln, in Bezug auf den Prüfling, axial verstellbar angeordnet,For the purpose of setting basic measured values, the sensors, together with their receiving means, are axially adjustable with respect to the test object.

Ausführungsbeispielembodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.The invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment.

Die zugehörige Zeichnung zeigt in Fig. 1 das Gerät in Schnittdarstellung·The accompanying drawing shows in FIG. 1 the device in a sectional view.

Das Gerät besteht aus dem Grundkörper 1, mit 1 mm Längsteilung, auf dem die Meßtrommel 2 mit dem Gewinde, die auf dem Umfang der Schräge in 100 gleiche Teile geteilt ist, geschraubt ist· Das Prinzip der Ablesung ist das einer Heß—The device consists of the main body 1, with 1 mm longitudinal pitch, on which the measuring drum 2 with the thread, which is divided on the circumference of the slope in 100 equal parts, screwed · The principle of the reading is that of a Hess

,— 4 —, - 4 -

schraube* im der Meßtrommel ist mittels Senkschrauben der Druckdeckel 3 befestigt, der seine Längsbewegung auf die Aufnahmehülse 5 überträgt, in der über ein Zwischenstück 7 und eine Dichtscheibe 12 der Meßfühler 19 durch die innere Führungshülse 6 mittels Zylinderschrauben befestigt ist· Auf der dem Druckdeckel 3 zugewandten Seite ist die Aufnahmehülse 5 geschlitzte In die beiden Schlitzseiten ist je ein Steg 4 eingesetzt, der mit einer Zylinderschraube an der Aufnahmehülse 5 befestigt ist© Diese Stege greifen gleichzeitig in die Schlitze der äußeren Führungshülse 9 ein, die in den Grundkörper 1 eingepreßt und über den Dichtring 20 nach außen abgedichtet ist und wandeln damit die Drehbewegung der Meßtrommel 2 in eine Längsbewegung der Aufnahmehülse 5 und damit des Meßfühlers um«, Außerdem·wird über die beiden Stege 4 die Druckfeder 8 vorgespannt, die beim Zurückdrehen der Meßtrommel 2 wieder über die beiden Stege 4, die Aufnahmehülse j? und damit den Meßfühler 19» bis zum Anschlag an den Druckdeckel 3s zurückbewegt ο Zwischen Aufnahmehülse 5 und innerer Führungshülse ist ein Dichtring 18 (Teflon, Hydeflon, PTFE) eingespannt, der einmal den inneren Druckraum 14 nach außen abdichtet und zum anderen die Gleitbewegung der Aufnahmehülse 5 in der äußeren Führungshülse 9 durch seine Schmierwirkung verbessert» In den Grundkörper 1 ist eine Zwischenscheibe 10 eingelegt» Diese Zwischenscheibe 10 trägt eine Einsenkung für einen frei wählbaren genormten Probendurchmesser zwischen 25 und 1^0 mm, in die der zu prüfende Material-Dünnschnitt, beispielsweise ein Kunststoff-Dünnschnitt, eingelegt wird«; Zwischen dem Grundkörper 1 und dieser Zwischenscheibe 10. befindet sich zur Abdichtung nach außen ein Dichtring 17· Auf die Zwischenscheibe 10 wird nach dem Kunststoff-Prüfling die äußere Druckzuführplatte 13 mit Druckzuführanschluß 16 in den äußeren Druckraum 15» in. die Einsenkung eingebracht. Dieser Aufbau wird über die schwenkbare Deckplatte 11, die auf der einen Seite im Grundkörper 1 gelagert ist und in der sich konzentrisch angeordnet die Kraftmeß— zelle 21 befindet, die sich wiederum gegen die Abschluß—screw * in the measuring drum is fixed by means of countersunk screws of the pressure cover 3, which transmits its longitudinal movement to the receiving sleeve 5, in which via an intermediate piece 7 and a sealing washer 12 of the sensor 19 through the inner guide sleeve 6 is fixed by means of cylinder screws · On the pressure lid facing side is the receiving sleeve 5 slotted In the two sides slit ever a web 4 is inserted, which is fixed with a cylinder screw on the receiving sleeve 5 © These webs simultaneously engage in the slots of the outer guide sleeve 9, which is pressed into the base body 1 and over the sealing ring 20 is sealed to the outside and thus convert the rotational movement of the measuring drum 2 in a longitudinal movement of the receiving sleeve 5 and thus of the probe to «, In addition · is biased over the two webs 4, the compression spring 8, the back on the measuring drum 2 again on the two webs 4, the receiving sleeve j? and thus the sensor 19 "back to the stop on the pressure cover 3s ο between receiving sleeve 5 and inner guide sleeve is a sealing ring 18 (Teflon, Hydroflon, PTFE) clamped, which once seals the inner pressure chamber 14 to the outside and the other the sliding movement of the receiving sleeve 5 in the outer guide sleeve 9 improved by its lubricating effect "in the base body 1, an intermediate disc 10 is inserted» This washer 10 carries a depression for a freely selectable standard diameter between 25 and 1 ^ 0 mm, in which the material to be tested thin section, for example, a plastic thin section, is inserted "; A sealing ring 17 is located between the base body 1 and this intermediate disk 10 for sealing to the outside · After the plastic test piece, the outer pressure feed plate 13 with pressure supply connection 16 is introduced into the outer pressure chamber 15 in the depression. This construction is achieved by means of the pivotable cover plate 11, which is mounted on one side in the main body 1 and in which the force measuring cell 21, which in turn is disposed concentrically, bears against the end cap.

platte 24 abstützt, durch eine ebenfalls im Grundkörper 1 gelagerte Schwenkschraube 22 mit Hebelmutter 23» verspannt· Diese Schraube trägt ein Feingewinde, womit sich die Einspannkraft der zu prüfenden Teile feinfühlig einstellen läßtο Die Messung dieser Einspannkraft erfolgt über die Kraftmeßzelle 21, z· B. in induktiver Ausführung mit Doppeldrossel und Tauchkern· Die Signaländerung wird über einen nicht dargestellten Meßverstärker auf ein nicht dargestelltes Anzeigegerät übertragen, auf dem die Einspannkraft direkt ablesbar ist*supported by a likewise mounted in the base body 1 pivoting screw 22 with lever nut 23 »· This screw carries a fine thread, which can be adjusted sensitively the clamping force of the parts to be tested o The measurement of this clamping force via the load cell 21, z. B. in inductive version with double throttle and plunger · The signal change is transmitted via a measuring amplifier, not shown, to a display device, not shown, on which the clamping force is directly readable *

Durch die Druckzuführung in den inneren Druckraum 14 und in den äußeren Druckraum 15 ist die Beaufschlagung des jev/eils eingespannten Teiles mit Druck wahlweise auf beiden Seiten möglicho Der in der Mitte des Gerätes angebrachte Meßfühler 19 (z. B· nach dem piezoelektrischen Meßprinzip) kann durch die Meßtrommel 2 nach beiden Richtungen bewegt und . die Durchbiegung mit 0,01 mm Genauigkeit abgelesen werden· Dieser Meßfühler wird über ein Verbindungskabel mit einem Ladungsverstärker verbundene Der Ausgang dieses Ladungsverstärkers wird zu einem Spannungsmesser geführt, auf dem, je nach der Größe der Ladungsmenge, eine entsprechende proportionale Spannung angezeigt wird· Dieser Ladungsrmenge entspricht die auf den Meßfühler wirkende Kraft·Due to the pressure feed into the inner pressure chamber 14 and into the outer pressure chamber 15, the pressurized part can be pressurized on both sides as desired. The sensor 19 mounted in the middle of the device (eg according to the piezoelectric measuring principle) can be used moved by the measuring drum 2 in both directions and. the deflection is read with 0.01 mm accuracy · This sensor is connected via a connecting cable to a charge amplifier The output of this charge amplifier is led to a voltmeter, on which, depending on the amount of charge, a corresponding proportional voltage is displayed · This charge quantity corresponds to the force acting on the sensor ·

Claims (1)

-. .- 6 - i           -. .- 6 - i Erfindungsansprüche:Invention claims: 1* Gerät zur Werkstoffprüfung von Material-Dünnschnitten, insbesondere zur Prüfung der Festigkeit, zur Messung der Durchbiegung und der Einspann- bzw· Auflagekraft, gekennzeichnet durch einen meßschraubenartigen Aufbau.mit einem als Teilungshülse ausgebildeten Grundkörper (1), in dem am freien der Meßtrommel (2) gegenüberliegenden Ende des Grundkörpers zentral ein Meßfühler (19) und diesem diametral gegenüber ein in einer mit dem Grundkörper (1) verbundenen schwenkbaren Deckplatte (11) angeordneter weiterer Meßfühler (21) vorgesehen ist, zv/ischen denen ein von einer Klemmeinrichtung.getragener druckbeaufschlagbarer Prüfling aufnehmbar ist.¹ 1 * Apparatus for material testing of material thin sections, in particular for testing the strength, for measuring the deflection and the clamping or · support force, characterized by a measuring screw-like Aufbau.mit designed as a dividing sleeve body (1), in which at the free of the measuring drum (2) opposite end of the body centrally a sensor (19) and this diametrically opposite a in one of the base body (1) connected to the pivotable cover plate (11) arranged further sensor (21) is provided zv / ischen one of a clamping device. worn pressurizable test piece is receivable. ¹ 2e Gerät nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung aus einer eine Einsenkung aufweisenden, als Ring ausgebildeten Zwischenscheibe (10) und aus einer in die Einsenkung eingreifenden Druckzuführplatte (13) besteht·2e device according to item 1, characterized in that the clamping device consists of a depression having an intermediate disc (10) formed as a ring and of a pressure feed plate (13) engaging in the depression. 3· Gerät nach Punkt 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die.Zwischenscheibe (10) im Grundkörper (1) arretiert isto _ .Device according to items 1 and 2, characterized in that the intermediate disc (10) is locked in the base body (1). Gerät nach Punkt 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung zusammen mit.dem Prüfling einen inneren und äußeren Druckraum (14, 15) bildet«Device according to items 1 to 3, characterized in that the clamping device together with the DUT form an inner and outer pressure chamber (14, 15) « 5«, Gerät nach Punkt 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß. der innere Druckraum (14) gegenüber dem Grundkörper (1) mittels Dichtungen (12, 17, 18, 20) und der äußere Druckraum in Abhängigkeit vom Prüflingsmaterial gegenüber der Zwischenscheibe (10) abgedichtet ist,'5 «, device according to item 1 to 4, characterized in that. the inner pressure chamber (14) is sealed off from the base body (1) by means of seals (12, 17, 18, 20) and the outer pressure chamber is sealed off from the intermediate disk (10) as a function of the test piece material. Gerät nach Punkt 1 bis.5, dadurch gekennzeichnet _t daß der innere Druckraum (14) und der äußere Druckraum (15) hydraulisch oder pneumatisch druckbeaufschlagbar ist·'Device according to item 1 bis.5, characterized in _t that said inner pressure chamber (14) and the outer pressure chamber (15) is hydraulically or pneumatically pressurisable · ' - 9 - *ä  - 9 - * ä 7· Gerät nach Punkt 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der im inneren Druckraum (14) mit dem Prüfling in Konrtakt stehende Meßfühler (19) vorzugsweise ein piezoelektrischer und der mit der Druckzuführplatte (13) in Kontakt stehende.Meßfühler (21) vorzugsY/eise ein induktiver Meßfühler istVDevice according to points 1 to 6, characterized in that the sensor (19) in contact with the test object in the inner pressure space (14) preferably has a piezoelectric sensor (21) in contact with the pressure feed plate (13) / an inductive sensor isV Gerät nach Punkt 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Meßfühler (19, 21) in Bezug.auf die Elemmeinrichtung axial beweglich angeordnet sind.Device according to point 1 to 7 », characterized in that the measuring sensors (19, 21) are arranged to be axially movable with respect to the locking device. Hierzu 1 Salt© Z©fehftun§sn1 Salt © Z © fehftun§sn