DE1170674B

DE1170674B - Vorrichtung zum Ermitteln der Bruch-festigkeit von schlagartig brechenden Pruef-koerpern, beispielsweise aus Zement od. dgl.

Info

Publication number: DE1170674B
Application number: DEF21733A
Authority: DE
Inventors: Walter Graetz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1956-11-21
Filing date: 1956-11-21
Publication date: 1964-05-21

Description

Vorrichtung zum Ermitteln der Bruchfestigkeit von schlagartig brechenden Prüfkörpern, beispielsweise aus Zement od. dgl.
- DieBruchfestigkeit vonPryflsrpern wird üblicherweise so ermittelt, daß man denA'rüfkörper der Einwirkung einer stetig zunehmenden Belastung durch den elektrisch oder mit einem Druckmittel angetriebenen Belastungsstempel einer Prüfmaschine aussetzt und beim Eintritt des Bruches die vom Belastungsstempel auf dem Prüfkörper ausgeübte Belastungskraft und den vom .Belastungsstempel zurückgelegten Weg mißt. Dies. geschieht entweder durch Ablesen der Meßergebnisse an einem Anzeigegerät oder zur Vermeidung der mit dem direkten Ablesen verbundenen Fehlerquellen und Ungenauigkeiten durch Verwendung einer mit dem Belastungsstempel synchron laufenden Einrichtung, die das Verformungsdiagramm aufzeichnet.
Bekannt ist ein Verfahren zum Prüfen von Werkstoffproben aus Metall, Holz, Glas oder Stein, wobei die bei diesen Stoffen während der zunehmenden Belastung intermittierend auftretenden Schalleffekte über einen Verstärker in einem Oszillographen in Schwingungen umgewandelt und zur Aufzeichnung von Kurven ausgenutzt werden. Aus dem gegenseitigen Verlauf der Kurven kann man Rückschlüsse über Eigenspannungen und frühere Belastungen der Werkstoffprobe sowie über die Bruchgrenze der Werkstoffprobe ziehen. Die Auswertung der Kurven kann nur von einem Fachmann durchgeführt werden und erfordert erheblichen Zeit- und Mühenufwand.
Für die routinemäßige Materialprüfung im praktischen Betrieb kommt dieses Materalprüfverfahren daher kaum in Betracht.
Weiterhin ist es bekannt, bei einer Schwingungsprüfmaschine die von zwei nebeneinander eingespannten Probestäben abgegebenen Schalischwingungen über ein Mikrophon in elektrische Impulse umzusetzen und durch die über einen Verstärker geleiteten Impulse den Bewegungsablauf des Prüfvorganges zu steuern.
Schwingungsprüfmaschinen sind auch bereits so ausgebildet worden, daß sie in Abhängigkeit von den aus der Materialermüdung sich ergebenden Schwingungsänderungen bei Bruchgefahr oder beim Erreichen eines bestimmten Ermüdungsgrades der Materialprobe oder in Abhängigkeit von den Geräuschänderungen der Werkstoffprobe während der Behandlung selbsttätig stillgesetzt werden. Die Bruch festigkeit eines Prüfkörpers läßt sich auf diese Weise jedoch nicht, zumindest nicht mit der unbedingt notwendigen Genauigkeit ermitteln.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zum Ermitteln der Bruchfestigkeit von schlagartig brechenden Prüfkörpern, beispielsweise aus Zement od. dgl., unter der Einwirkung einer stetig zunehmenden Belastung mit einem elektrisch oder durch ein Druckmittel angetriebenenBelastungsstempel und mit einer Einrichtung zum Aufzeichnen des Verformungsdiagrammes so zu vervollkommnen, daß sie eine exakte Bruchfestigkeitsermittlung mit sofort ablesbaren B ruchfestigkeitswerten gestattet.
Gemäß der Erfindung ist diese Aufgabe gelöst durch ein in der Nähe der Bruchstelle angeordnetes.Mikrophon zur Umwandlung der Bruchschallenergie in einen elektrischen Impuls und durch einen dem Mikrophon nachgeschalteten, ein Thyratron enthaltenen Verstärker, dessen Ausgangsimpuls die Aufzeichnungsrichtung stillsetzt.
Hierbei wird die Schallenergie des charakteristischen Bruchgeräusches, das schlagartig brechende Prüfkörper bei Eintritt des Bruches abgeben, dazu ausgenutzt, die Vorrichtung, die das Verformungsdiagramm aufzeichnet, beim Eintritt des Bruches augenblicklich stillzusetzen. Das Ende derDiagrammkurve zeigt somit den sofort ablesbaren Wert für die Bruchfestigkeit des Prüfkörpers. Die ermittelte Bruchfestigkeit ist, da sie weder durch Nachlaufen des Belastungsstempels noch durch andere Fehlerquellen verfälscht werden kann, sehr genau und unbedingt zuverlässig. Für Zement- und Asbestzementkörper, beispielsweise in Form von ebenen oder gewellten Platten, Rohren und Formstücken komplizierter Gestalt, erhält man auf diese Weise einwandfreie Bruchfestigkeitswerte, deren Riehtigkeit jederzeit an Hand des Verformungsdiagramms beweisbar und nachprüfbar ist.
Das Thyratron, das in den dem Mikrophon nachgeschalteten Verstärker enthSalben ist, bietet die sichere Gewähr dafür, daß nur das zeitlich mit dem Brucheintritt zusammenfallende erste Bruchgeräusch in einen die Aufzeichnungseinrichtung stillsetzenden Impuls umgewandelt wird, alle nach dem ersten Bruchgeräusch noch auftretenden akustischen Effekte jedoch keine Schaltvorgänge mehr bewirken.
Bei Werkstoffprüfmaschinen ist es an sich bekannt, die von den Eigenschaften der Werkstoffproben abgeleiteten Steuerimpulse über einen Verstärker und ein Thyratron den entsprechenden Schaltelementen zuzuführen. Beispielsweise ist bei einer bekannten Schwingungsprüfmaschine ein Thyratron zu dem Zweck vorgesehen, im Steuerstromkreis erst eine gewisse Spannung zu erreichen und dann die Abschaltung der Prüfmaschine plötzlich eintreten zu lassen.
Bei einer anderen bekannten Dauerschwingungsprüfmaschine, die über ein elektrisches gittergesteuertes Dampfentladungsgefäß und unter Benutzung einer vom Prüfstab beeinflußten Lichtquelle angetrieben wird, ist ein Thyratron im Nebenschluß zur Hauptstromleitung so eingeschaltet, daß dem Antriebsmotor Strom nach Maßgabe der sich ändernden Lichtmenge zugeführt wird.
Als weitere bekannte Fälle der Anwendung eines Thyratrons zur Sicherung von Schaltvorgängen seien erwähnt die Anordnung eines Thyratrons bei einer Vorrichtung zum Aussortieren von Teilen aus magnetischem Material nach ihren Festigkeitseigenschaften, bei einer Vorrichtung zur ständigen Überwachung von Stahlseilen und bei einer Vorrichtung zum Kontrollieren des ordnungsmäßigen Anbringens von Heftklammern bei Broschüren u. dgl. Bei der Vorrichtung nach der Erfindung erfüllt das Thyratron die Aufgabe, das Auslösen von Schaltvorgängen durch mehrmals auftretende akustische Effekte zuverlässig zu unterbinden.
Die Vorrichtung nach der Erfindung bietet den Vorzug einer gut übersichtlichen, einfachen, nicht störanfälligen Schaltung. Sie kann bei bereits vorhandenen Prüfmaschinen ohne große Umständlichkeiten nachträglich angebracht werden, wenn die Prüfmaschine für die Ermittlung der Bruchfestigkeit von Zement- oder Asbestzementkörpern eingesetzt werden soll.
Zweckmäßig ist es, vom Ausgangsimpuls des Verstärkers betätigte Mittel zum Abschalten derVorschubbewegung des Belastungsstempels der Prüfmaschine anzuordnen. Hierdurch wird ein unnötiges Weitergehen des Belastungsstempels über die bereits eingetretene Bruchbelastungsgrenze hinaus vermieden und ein selbsttätiges Stillsetzen der Vorrichtung bei Eintritt des Bruches erreicht, was den mit anderen Mitteln bei Prüfmaschinen schon verwirklichten bekannten Vorteil bringt, daß sich nicht ständig eine Person an der im Betrieb befindlichen Prüfmaschine aufzuhalten braucht.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel einer nach dem Vorschlag der Erfindung ausgebildeten Vorrichtung zum Ermitteln der Bruchfestigkeit von schlagartig brechenden Prüfkörpern schematisch dargestellt. Sie arbeitet wie folgt: Durch den abwärts gehenden Stempel F einer Prüfmaschine E tritt an der Stelle G eines beispielsweise auf zwei Schneiden K aufgelagerten Prüfkörpersll der Bruch ein. Die Schallenergie des beim Brucheintritt ausgelösten Bruchgeräusches wird von einem in der Nähe der zu erwartenden Bruchstelle G angebrachten Mikrophon A aufgefangen, in elektrische Energie umgewandelt und auf einen Verstärker B gegeben, der mit einem Thyratron und - je nach den praktischen Erfordernissen - mit einer oder mehreren Vorverstärkerstufen ausgerüstet ist.
An die Ausgangsklemmen M des Verstärkers B sind eine elektrische Einrichtung C zum Aufzeichnen des Verformungsdiagramms und ein elektrisches Gerät D zum selbsttätigen Abschalten der Prüfmaschine angeschlossen. Das Gerät D kann in Fortfall kommen, wenn man den Vorteil des sofortigen automatischen Stillsetzens des Belastungsstempels F nach eingetretenem Bruch des Prüfkörpers H nicht ausnutzen will.

Claims

Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Ermitteln der Bruchfestigkeit von schlagartig brechenden Prüfkörpern, beispielsweise aus Zement od. dgl., unter der Einwirkung einer stetig zunehmenden Belastung mit einem elektrisch oder durch ein Druckmittel angetriebenen Belastungsstempel und einer Einrichtung zum Aufzeichnen des Verformungsdiagrammes, gekennzeichnet durch ein in der Bruchstelle angeordnetes Mikrophon (A) zur Umwandlung der Bruchschallenergie in einen elektrischen Impuls und durch einen dem Mikrophon nachgeschalteten, ein Thyratron enthaltenden Verstärker (1?), dessen Ausgangsimpuls die Aufzeichnungseinrichtung (C) stillsetzt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vom Ausgangsimpuls des Verstärkers betätigte Mittel (D) zum Abschalten der Vorschubbewegung des Belastungsstempels (F) angeordnet sind.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 712 705, 735064.

852 771, 869 563; britische Patentschrift Nr. 627 501; USA.-Patentschriften Nr. 2 326 033, 2 361 396, 2582437,2668289.