DE1648359A1 - Verfahren und Verformungskoerper zum Untersuchen von Werkstoffpruefmaschinen - Google Patents
Verfahren und Verformungskoerper zum Untersuchen von WerkstoffpruefmaschinenInfo
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Description
- Verfahren und Verformungskörper zum Untersuchen von Werkstoffprüfmaschinen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen und Eichen der Me ßgenauigkeit von Werkstoffprüfmaschinen für Druck-, Zug- und Biegebeanspruchungen.
- Die Untersuchung der Werkstoffprüfmaschinen erfolgt in einer Reihe von bestimmten Druckstufen (in Zehntel der Drucklast) und wird mit einem geeichten Verforrgungskörper als Prüfkörper vorgenommen, der festliegende Abmessungen und Elastizitätseigerischaften hat (DIN 51 301). -Druckprüfkörper haben zumeist eine gedrungene zylindrische Gestalt. Bei diesen wurde die Überprüfung der Prüfmaschinen bisher mit vier über Kreuz angesetzten Meßfedern mit Schneidenprismen und Schwenkspiegeln vorgenommen, die die aus der Dehnung erfahrene Bewegung auf 4 Meßskalen hinausprojezieren.
- Die dadurch gegebenen vier Richtungen können zusammengefaßt werden in je zwei parallele, so daß zwei Ableser benötigt werden zum gleichzeitigen Ablesen im Augenblick des Durchgangs der zu fahrenden Druckstufen, was eben auf Kommando der dritten, den Druck steuernden Person zu erfolgen hat.
- Spannungs-Dehnungsmessungen werden heute bei zerstörungsfreier Fertigteilprüfung vielfach mit Dehnungsmeßstreifen durchgeführt, die bekanntlich auf dem Prinzip beruhen, daß mechanisch belastete, gedehnte oder gestauchte elektrische Leiter ihren elektrischen Widerstand je nach der mechanischen Belastung ändern, welche Änderung alsdann mittels der bekannten Wheatstoneschen-Brückenschaltung in Beziehung zueinander gesetzt und meßbar gemacht werden. Die gemessenen Werte, bzw. Rückstellwerte bei Anwendung des bekannten Kompensationsverfahrens geben somit Analogwerte zu den erfahrenen mechanischen Spannungen.
- Die bei einem zylindrischen Verformungskörper zweckmäßigerweise an vier Meßstellen aufgesetzten Dehnungsmeßstreifen könnten an sich mit ihren Einzelwerten ein Urteil für die vorhandene oder etwa nicht vorhandene Symetrie der mit der Maschine produzierten Belastung abgeben, wenn es möglich wäre, mit den eingestellten Meßbelastungsstufen durchaus gleichzeitig die vier Ablesungen am Verformungskörper zu vollziehen. Das würde aber einerseits wieder mehrere Personen zur Schaltung und Ablesung der elektrischen Indikatoren, andererseits aber eben auch vier solche Indikatoren erfordern. Insbesondere ist dabei zu bedenken, daß die zu verlangende Gleichzeitigkeit der Ablesungen miteinander und mit den Druckstufeneinstellungen tatsächlich nur einer momentanen Durchgangskonstellation entsprechen kann, da ja die Druckstufen nicht als statische, stabile Situationen, sondern nur als fließender Durchgang beim Höherfahren der Pressvorrichtung einzusteuern sind.
- Die Erfindung schlägt nun vor, mit Einsatz eines einzigen Indikators die vier Belastungsmeßstellen mit vier Dehnungsmeßstreifen in Wheatstonescher Brückenschaltung intergriert zu erfassen, also die jeweilige Belastung insgesamt, und für die Erprobung der symetrischen Lastverteilung vier weitere Dehnung meßstreifen am Umfange des Verformungskörpers verteilt anzubringen, die in einem weiteren Prüfgang auf dem gleichen Indikator im Nullverfahren kontrolliert werden. Zweckmäßigerweise wird diese Prüfung auf Belastungssymetrie jedoch vor Vornahme der umfangreicheren Belastungsstufenreihen erfolgen, so daß sich etwa bei kritischer Überschreitung zulässiger Toleranzen nicht voller Symetrie die zeitraubende Durchführung der Belastungsstufenreihen des weiteren erübrigt, weil die Prüfmaschine ohnedem nicht abnahmefähig ist.
- Da das Aufsetzen und sichere Fixieren von Dehnungsmeßstreifen auf eichfähige Verformungskörper eine für den Maschinenprüfer schwierige Arbeit ist, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß solche Probekörper vom Herstellerwerk mit den nach dem neuen Prüfverfahren vorgesehene Dehnungsmeßstreifen direkt ausgerüstet werden. Demnach befinden sich auf den so gefertigten Verformungskörpern, im Beispiel, daß es sich um zylindrische Körper für Druckaufnahme handelt, am Umfange je vier um 900 versetzte Dehnungsmeßstreifen-Paare, d. h. vier Meßstellen je als Paar, bestehend aus dem eigentlichen Dehnungsmeßstreifen als Anzeige geber in Richtung der zu erwartenden Stauchung und aus einem gleichartigen, aber unbelastet bleibenden Dehnungsmeßstreifen, in der Meßbrücke symetrisch geschaltet, um in der bekannten Weise Temperaturein flüsse zu kompensieren. Zusätzlich sind nun aber nach der Erfindung vier weitere, ebenfalls um 900 zueinander versetzte Dehnungsmeßstreifen auf dem Verformungskörper angeordnet mit getrennten Ausgängen für die Meßbrücke und schaltbar in zwei gegenüber überliegende Paare (z. B. 1. und 3., 2. und 4. Meßstreifen) und alternativ auch als benachbarte Paare (1. u. 2.).
- In getrennt erfolgenden Meßungen, d. h. wie oben dargelegt, nach oder vor der eigentlichen integrierten Belastungsprobe mit den ersten vier Meßstreifenpaaren wird mit diesen zweiten vier Meßstreifen in diesen Kombinationen (1. und 5 ---) die Lastverteilung zwischen den Druckplatten der Maschine erprobt, in dem an der Meßbrücke die Nullanzeige'so und so kombiniert, bleibt, wenn symetrische Belastung vorliegt.
- Durch Nachstellen des Nullausgleichs läßt sich etwaige Unsymetrie der Größe nach ermitteln bzw. im Rahmen der zulässigen Toleranzen taxieren.
- In den Zeichnungen ist die Anordnung der Dehnungsmeßstreifen paare und -gruppen an einem zylindrischen Verformungskörper (Abb. 1 und 2) und die beiden grundsätzlichen BrUckenschaltungen der integrierten Belastungsproben (Abb. 3) und der Lastverteilung (Abb. 4 und 5) des näheren veranschaulicht.
- Abb. 1 zeigt am kreisrunden Umfang des zylindrischen Verformungskörpers die Verteilung der Dehnungsmeßstreifen d1, d2, d und d4 für die Lastaufnahme mit den quer dazu (d. h. quer zur Belastungsrichtung) aufgesetzten Dehnungsmeßstreifen tl, t2, t3 und t4 für den Temperaturausgleich (Abb.2). Die vier zusätzlichen Dehnungsmeßstreifen si, s2, 53 und s4 liegen 0 ebenfalls um 90 versetzt zueinander am Umfang des Verformungskörpers und haben eigene Ableitungen, wie in Abb. 4 und 5 des näheren veranschaulicht.
- Abb. 3 gibt zunächst die Schaltung der Dehnungsmeßstreifen miteinander und zum Meßbrückenanzeigegerät hin für die integrierende Belastungsmessung wieder, wobei die linke Seite der Zeichnung die Zusammenschaltung der Meßstreifenpaare darstellt mit den Ausgängen zu den entsprechenden Eingängen des Neßbrückengerätes rechts. Wie ersichtlich liegen bei dieser Viereckschaltung A, B, C und D die eigentlichen, Anzeige gebenden Dehnungsmeßstreifen d1 d d4 so, daß sie in Addition ihre Widerstandsänderung auf die Meßbrücke in der Diagonale zwischen B und D übertragen, während die quer zur Hauptbelastung liegenden Dehnungsmeßstreifen t1 - t4 als sozusagen 11blinde?? Meßstreifen in syinetrischer Gegenschaltung die in gleicher Weise möglichen Temperatur-Widerstandsänderungen gegeneinander aufheben.
- Abb. 4 zeigt, bei der gleichen Eingangsapparatur rechts, auf der linken Seite zwischen den Punkten BA und BC die offene Schaltung zweier am Verformungszylinder gegenüber liegender Meßstreifen 1 und 3. Es ist ersichtlich, daß bei dieser Schaltung der Nullausgleich zwischen B und D mit den Apparatewiderständen Ra und Rc und dem Regelwiderstand Rd bestehen bleibt, wenn die Dehnungs- bzw. Widerstandsänderungen der Meßstreifen 1 und 3 die gleichen bleiben.
- Abb. 5 zeigt, wie in gleicher Weise alternativ die Meßstreifen 1 mit 3 an der Meßstelle M1 und 2 mit 4 an der Meßstelle M2 zu erfassen sind, und als dritte Möglichkeit die Schaltung benachbarter Meßstreifen 1 mit 2 an der Meßstelle M3. Ra und Rx sind dabei Regelwiderstände, um bei allen drei Meßstellen die gleiche Nullstellung zu erreichen.
- Es erscheint bei genauerem Hinsehen zuerst bedenklich, daß die an einem solchen zylindrischen Druckkörper quer zur Belastung, bzw. quer zur Zylinderachse aufgebrachten Dehnungsmeßstreifen für den Temperaturausgleich in Wirklichkeit nicht völlig frei von jeder möglichen Formänderung sind. Tatsächlich erfährt ja der Verformungskörper unter dem Belastungsdruck in Richtung der Achse eine Stauchung und am Umfang eine Dehnung. Stauchung und Dehnung sind also einerseits komplemertär, andererseits addieren sich bei der dargestellten Viereck-Brückenschaltung die Widerstandsänderungen. Etwaige Formeinflüsse des speziell geformten bzw. bemessenen Verformungskörpers gehen mit seinen anderen Eigenschaften, Elastizität usw in die Konstante eben dieses Körpers ein, und sind mit der Eichung desselben bleibend erfaßt. Überdies erweist siuh die dabei gewonnene Addition von Dehnung und Querkontraktion glülstig als Erhöhung des Geberimpulses und damit des Brückenausschlags.
- Um den geeichten Verformungskörper mit den empfindlichen aufgesetzten Dehnungsmeßstreifen zu schützen, wird ein Mantel über denselben vorgesehen. Dieser Mantel m wird zweckmäßigerweise am unteren Rand des Verformungskörpers ringsumschliessend befestigt, während er den oberen Rand gleitend berührt.
- (In Abb. 2 strichpunktiert angedeutet). Dabei kann ein gummielastischer Ringwulst r für einen dichten Abschluß sorgen.
- Es zeigt sich nämlich, daß die Dehnungsmeßstreifen, auch ihre Aufklebemasse, mechanisch und elektrisch umweltabhängig1insbesondere feuchtigkeitsempfindlich sind. Ein teilweises Auffüllen des Hohlraumes mit absorbierendem Mittel, wie Silikagel, vermeidet derart Beeinflussungen.
Claims (4)
- Patentansprüche: 1) Verfahren zum Prüfen und Eichen der Meßgenauigkeit von Werkstoffprüfmaschinen mit einem Verformungskorper, dem Dehnungsmeßstreifen aufgesetzt sind, deren Dehnungs-bzw. Widerstandsänderung mit einer W} leatstoneschen Brücke messend ausgeglichen wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Prüfung der verschiedenen Belastungsstufen der Maschine auf dem Umfang des Verformungskörpers verteilt mehrere Dehnungsmeßstreifen zusammengefaßt in die Meßbrücke geleitet werden, während in einem zweiten Meßvorgang eine weitere Gruppe von einander gegenüberstehendangeordneten Dehnungsmeßstreifen in symetrischer Gegenschaltung zu der Meßbrücke geleitet wird, die ausgeglichen bleibend, die Symetrie der Maschinenbelastung anzeigt.
- 2) Verformungskörper zum Prüfen und Eichen von Werkstoffprüfmaschinen nach Anspr. 1 dadurch gekennzeichnet, daß dem Verformungskörper zwei Gruppen von einander gegenüberliegenden Dehnungsmßstreifen aufgesetzt sind mit getrennten Ausgängen zum Eingang in die Meßbrücke, derart, daß vier Anzeige gebende Meßstreifen paarweise mit vier blinden Meßstreifen zum Temperaturausgleich in Viereckschaltung zur Brücke führbar sind, und vier weitere Dehnungsmeßstreifen einzeln, jedoch im Wechsel miteinander paarweise zur Kompensation der Brücke im Nullausgleich zuführbar sind.
- 3) Verformungskörper nach Anspr. 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß dem Verformungskörper, die aufgesetzten Dehnungsmeßstreifen umhüllend ein Mantel übergestülpt ist, der an einem (unteren) Rand befestigt wird, während er am anderen (oberen) Rand einen Dichtwulst gleitend umschließt.
- 4) Verformungskörper nach Anspr. 1, 2, und 3 dadurch gekennzeichnet, daß der die Dehnungsmeßstreifen aufnehmende Hohlraum zwischen Verformungskörper und Mantel zum Teil mit einem Feuchtigkeit absorbierendem Mittel (z. B. Silikagel) aufgefüllt ist.
Applications Claiming Priority (1)
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Cited By (1)
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Families Citing this family (1)
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-
1967
- 1967-04-08 DE DE19671648359 patent/DE1648359B2/de active Granted
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
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