DE19538611A1 - Vorrichtung zur Durchführung von Werkstoffprüfungen - Google Patents
Vorrichtung zur Durchführung von WerkstoffprüfungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung
von Werkstoffprüfungen nach dem Oberbegriff des Anspru
ches 1.
Aus der DE 36 13 995 C2 ist eine Vorrichtung zur
Durchführung von Werkstoffprüfungen, insbesondere zur
Überprüfung der Zug- und Scherfestigkeit von Mauerwerk und
Holzverbindungen bekannt, wobei die Vorrichtung ein als
starrer, geschlossener Rahmen ausgebildetes Haltegestell,
Mittel zur Aufnahme des Prüflings sowie wenigstens eine am
Rahmen angreifende Belastungseinrichtung aufweist. Der
Rahmen weist zur Durchführung einer Vielzahl unterschiedli
cher Versuche mindestens zwei Befestigungsstellen zum Befe
stigen der Belastungseinrichtung und/oder des Prüflings in
unterschiedlichen Positionen auf. Infolge der unterschiedli
chen Befestigungsstellen können mit dem gleichen Grundgerät
unterschiedliche Versuche durchgeführt werden. Die Befesti
gungsstellen sind vorzugsweise als Bohrungen mit Steckbolzen
ausgebildet.
Die Vorrichtung weist den Nachteil auf, daß der für unter
schiedliche Versuche notwendige Wechsel der Befestigungs
stelle der Belastungseinrichtung aufwendig ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Prüfvorrichtung zu schaffen, die unterschiedliche
Versuche mit einer an einer Stelle befestigten Belastungs
einrichtung ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird das gemäß den kennzeichnenden Merkma
len des Anspruchs 1 erreicht.
Die Vorrichtung zur Durchführung von Werkstoffprüfungen mit
einer Aufnahme für mindestens einen Prüfling und mit einer
Belastungseinrichtung, ist erfindungsgemäß dadurch gekenn
zeichnet, daß ein schwenkbarer Versuchsrahmen mit einem
doppelt wirkenden Prüfzylinder als Belastungseinrichtung
vorgesehen ist. In dieser Kombination ist die Vorrichtung
sowohl für Versuche einsetzbar, bei denen Druckkräfte auf
den Prüfling aufgebracht werden müssen, als auch für
Versuche, bei denen Zugkräfte auf den Prüfling aufzubringen
sind, wobei lediglich der Versuchsrahmen geschwenkt werden
muß.
Vorzugsweise ist ein Grundgestell vorgesehen, daß zwei
Ständer aufweist, in denen der Versuchsrahmen schwenkbar
gelagert ist.
Der Prüfzylinder ist vorzugsweise in einer ersten Traverse
des Versuchsrahmens angeordnet.
Für Versuche, bei denen Druckkräfte auf den Prüfling aufzu
bringen sind, ist der Prüfzylinder zusammen mit dem Ver
suchsrahmen senkrecht angeordnet, wobei der Versuchsrahmen
an der Seite, die der ersten Traverse mit dem Prüfzylinder
gegenüberliegt, offen ist und wobei der Prüfling auf dem
Grundgestell angeordnet ist. In dieser Position des Ver
suchsrahmens sind z. B. Druckversuche, Scherversuche und
Biegeversuche durchführbar.
Der Versuchsrahmen ist für Versuche, bei denen Zugkräfte
auf den Prüfling aufzubringen sind, zusammen mit dem
Prüfzylinder waagerecht angeordnet, wobei der Versuchsrah
men an der Seite, die der ersten Traverse mit dem Prüfzylin
der gegenüberliegt, eine Aufnahme für den Prüfling auf
weist. In diesem Fall werden also die Prüflinge nicht auf
dem Grundgestell sondern am Rahmen selbst befestigt. In
dieser Position des Versuchsrahmens sind z. B. Zugversuche
und ebenfalls Scherversuche möglich.
Für die Aufnahme des Prüflings ist in einer Ausführungsform
eine zweite Traverse vorgesehen, an der Aufnahmen für den
Prüfling befestigt sind. Infolge der zweiten Traverse liegt
in diesem Fall ein geschlossener Versuchsrahmen vor.
In einer anderen Ausführungsform ist als Aufnahme für den
Prüfling eine Spannvorrichtung vorgesehen.
In einer weiteren Ausführungsform für einen Scherversuch
ist eine Prüflingsaufnahme direkt oder über die Traverse
mit den Längsholmen verbunden.
Für die Durchführung von Biegeversuchen ist die erfindungs
gemäße Vorrichtung in der Ausgestaltung für das Aufbringen
von Druckkräften so ausgeführt, daß quer zum Versuchsrahmen
mit Abstand zu diesem Auflager auf dem Grundgestell für
einen sich quer durch den Freiraum des Versuchsrahmens er
streckenden Prüfling vorgesehen sind. Im Bereich des Ver
suchsrahmens werden mittels des Prüfzylinders Druckkräfte
auf den Prüfling ausgeübt, die diesen auf Biegung beanspru
chen.
Für die Durchführung von Prüfungen für Gerüstverbindungen
ist in einer Ausführungsform seitlich des Versuchsrahmens
eine Halterung für einen senkrechten Prüfling vorgesehen,
an dem ein sich in den Freiraum erstreckendes Prüfteil in
Querlage befestigt ist. Zur Prüfung der Verbindung zwischen
dem senkrecht stehenden Prüfling und dem in Querlage an
diesem befestigten Prüfteil wird dieses durch den Prüfzylin
der mit Druckkräften beaufschlagt.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vor
richtung ist vorgesehen, daß quer zum Versuchsrahmen minde
stens eine Halterung für Mauerwerksprüflinge am Grundge
stell und/oder an einem Zusatzgestell vorgesehen ist. In
dieser Ausgestaltung ist das auf Scherfestigkeit zu untersu
chende Mauerwerk außerhalb des Versuchsrahmens gehaltert,
wobei sich ein nicht aufliegender Teil des Mauerwerks in
den Freiraum des Versuchsrahmens erstreckt und dieser Teil
dort durch den Prüfzylinder auf Druck beansprucht wird.
In einer Ausführungsform ist vorgesehen, daß die Vorrich
tung oder zumindest der Versuchsrahmen um eine vertikale
Achse drehbar ist. Damit wird erreicht, daß bei Durchfüh
rung von Schulversuchen vor einer größeren Anzahl Personen,
jeder Einblick in den vorbereiteten Versuch erhält.
Die Erfindung soll in Ausführungsbeispielen anhand von
Zeichnungen erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen
Werkstoffprüfvorrichtung mit einem Versuchs
rahmen in vertikaler Position;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Werkstoffprüfvorrich
tung nach Fig. 1, mit in waagerechter Positi
on befindlichem Versuchsrahmen;
Fig. 3 eine Draufsicht der Werkstoffprüfvorrichtung
nach Fig. 2;
Fig. 4 die für einen Druckversuch vorbereitete Prüf
vorrichtung;
Fig. 5 u. 6 die für einen Nagelausziehversuch vorbereite
te Prüfvorrichtung in Vorder- und Seitenan
sicht;
Fig. 7 u. 8 die für einen Biegeversuch vorbereitete
Prüfvorrichtung in Vorder- und Seitenan
sicht;
Fig. 9 u. 10 die für einen Gerüstverbindungsversuch
vorbereitete Prüfvorrichtung in Vorder- und
Seitenansicht
Fig. 11 die für einen Rückbiegeversuch vorbereitete
Prüfvorrichtung;
Fig. 12 u. 13 die für einen Scherfestigkeitsversuch an
Mauerwerk vorbereitete Prüfvorrichtung in
Vorder- und Seitenansicht;
Fig. 14 u. 15 die für die Zugprüfung von Mauerwerk vorbe
reitete Prüfvorrichtung in Seiten- und Drauf
sicht;
Fig. 16 u. 17 die für Zugversuche vorbereitete Prüfvorrich
tung in Draufsicht;
Fig. 18 u. 19 die für einen Dübelausziehversuch vorbereite
te Prüfvorrichtung in Seiten- und Drauf
sicht;
Fig. 20 u. 21 die für einen Scherfestigkeitsversuch vorbe
reitete Prüfvorrichtung in Seiten- und
Draufsicht;
Fig. 22 u. 23 die für einen Ausziehversuch für Baustahl
vorbereitete Prüfvorrichtung in Seiten- und
Draufsicht;
Fig. 24 die für einen Verdichtungsversuch vorbereite
te Prüfvorrichtung.
Aus den Fig. 1 bis 3 ist der prinzipielle Aufbau der
erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung erkennbar. Diese weist
ein Grundgestell 1 auf, an dem zwei Ständer 2, 3 befestigt
sind. In diesen Ständern ist ein Versuchsrahmen 4
schwenkbar gelagert. Dieser besteht im wesentlichen aus
zwei Längsholmen 5, 6 und einer ersten Traverse 7. Mittels
der Längsholme ist der Versuchsrahmen 4 an den Ständern 2,
3 schwenkbar gelagert. An der Traverse 7 ist ein doppelt
wirkender Prüfzylinder 8 befestigt, der eine Prüflingsauf
nahme 9 aufweist.
In der Fig. 1 ist die senkrechte Stellung des Versuchsrah
mens 4 dargestellt, in der Druckkräfte auf den Prüfling
aufgebracht werden. Dabei steht der Prüfling auf dem
Grundgestell 1 oder auf einer weiteren Hilfseinrichtung,
was anhand weiterer Figuren erläutert wird.
Die Fig. 2 und 3 zeigen die waagerechte Stellung des
Versuchsrahmens, in der Zugkräfte auf den Prüfling aufge
bracht werden. Der Prüfling ist zu diesem Zweck am
Prüfzylinder und am gegenüberliegenden Ende des Rahmens
befestigt, was anhand weiterer Figuren erläutert wird.
In der Fig. 4 ist die Prüfvorrichtung für einen
Druckversuch an einem Betonprisma 10 vorbereitet. Der
Versuchsrahmen 4 befindet sich in der senkrechten Stellung
und der Prüfzylinder 8 ist mit einem Druckstempel 11
versehen, der über eine Vorrichtung 12 zur zusätzlichen
Führung des Druckstempels auf das Betonprisma 10 drückt.
In den Fig. 5 und 6 befindet sich der Versuchsrahmen für
einen Nagelausziehversuch ebenfalls in senkrechter Stel
lung. Als Prüfkörper ist ein Holzklotz 13 mit einer unter
diesem angenagelten Leiste 14 vorgesehen, die seitlich über
den Holzklotz 13 ragt. Der Holzklotz 13 ist auf
einem Auflager 15 gelagert, das auf den inneren
Ständerteilen 2a, 3a der Ständer 2, 3 aufliegt. Das
Auflager 15 weist eine Ausnehmung 16 auf, die länger und
breiter als die Leiste ist. Somit liegt der Holzklotz 13
im Bereich der Leiste 14 frei und damit auch die Holzleiste
selbst.
Den überstehenden Enden der Leiste 14 sind die Enden zweier
Holme 17, 18 eines unten offenen Rahmens 19 zugeordnet, der
an der Prüflingsaufnahme des Prüfzylinder 8 befestigt ist.
Durch die Ausübung eines Druckes auf die überstehenden
Enden der Leiste 14 mittels der Holme 17, 18 wird die
Nagelverbindung zwischen dem Holzklotz 13 und der Leiste 14
auf Zug beansprucht.
Derselbe Versuchsaufbau kann für einen Dübelausziehversuch
verwendet werden, wenn anstelle des Holzklotzes eine mit
Dübeln versehene Betonprobe verwendet wird, an die eine
Metallplatte geschraubt ist.
In der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsform
für einen Biegeversuch weist die Prüfvorrichtung quer zum
Versuchsrahmen 4 mit Abstand zu diesem Auflager 20, 21 auf
dem Grundgestell 1 für einen sich quer durch den Freiraum
des Versuchsrahmens 4 erstreckenden Prüfling 22 auf. Dieser
liegt auf den Auflagern 20, 21 lose auf, und wird durch
einen sich über die gesamte Breite des Prüflings erstrecken
den Druckstempel 23 auf Biegung beansprucht.
In der Ausführungsform der Fig. 9 und 10 ist die
Prüfvorrichtung für einen Gerüstverbindungsversuch auf dem
Grundgestell 1 mit einer Halterung 24 für eine senkrecht zu
befestigende Stange 25 versehen. Diese ist unmittelbar
neben dem Freiraum des Versuchsrahmens 4 vorgesehen und
stützt sich an ihrem oberen Ende an der ersten Traverse 7
ab. An der Stange 25 ist quer zu dieser eine Stange 26
mittels einer Kette 27 befestigt. Diese Stange 26 liegt im
Freiraum des Versuchsrahmens 4 und ist durch einen am
Kolben des Prüfzylinders 8 befestigten Stempel 28 auf Druck
beanspruchbar.
Bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung für
einen Rückbiegeversuch liegt entsprechend der Fig. 11 im
Freiraum des Versuchsrahmens eine gebogene Probe 29 auf
einer Unterlage 30, die ihrerseits auf dem Grundgestell 1
aufliegt. Mittels des Stempels 28 kann auf die Probe Druck
ausgeübt werden, so daß Rückbiegekräfte erzeugt werden.
Für die Untersuchung der Scherfestigkeit an Mauerwerk
entsprechend den Fig. 12 und 13 ist eine Auflage 35 für
eine Mauerwerksprobe 34 vorgesehen. Die Auflage 35 ist zur
Durchführung der Untersuchung an Befestigungsstellen 32, 33
mit dem Grundgestell 1 verbunden und ragt, wie aus Fig. 13
ersichtlich ist, über die Auflage hinaus. Weiterhin ist
eine rahmenförmige Halterung 31 neben dem Versuchsrahmen
und quer zu diesem vorgesehen, die an der Auflage 35 befe
stigt ist. Mittels der Halterung 31 ist die Mauerwerksprobe
34 zwischen der Auflage 35 und einer über der Mauerwerkspro
be liegenden Spannleiste 36 eingespannt. Das Spannen er
folgt mittels einer Spannvorrichtung 37. Ein Abschnitt 38
der Mauerwerksprobe erstreckt sich in den Freiraum des Ver
suchsrahmens und wird dort mittels eines Stempels 39 auf
Druck belastet. Da die Mauerwerksprobe in diesem Bereich
unten nicht aufliegt, wird das Mauerwerk auf Scherung bean
sprucht.
Die nachfolgenden Ausführungsformen zeigen die erfindungsge
mäße Prüfvorrichtung in einer Stellung, bei der Zugkräfte
auf den Prüfling aufgebracht werden. So ist in den Fig.
14 und 15 die Zugprüfung an Mauerwerk dargestellt. Hierbei
befindet sich der Versuchsrahmen 4 in einer waagerechten
Stellung. An den Längsholmen 5, 6 ist eine Spannvorrichtung
in Form zweier Winkel 40, 41 befestigt, zwischen denen die
Mauerwerksprobe 33 an ihrem einen Ende an Spannstellen 42,
43 eingespannt ist. Am Kolben des Prüfzylinders 8 ist eine
gabelförmige Halterung 44 vorgesehen, in der das andere
Ende der Mauerwerksprobe 33 an einer Einspannstelle 45
eingespannt ist. Im Gegensatz zu den Druckversuchen wird
der Kolben des doppelt wirkenden Prüfzylinders so beauf
schlagt, daß die Mauerwerksprobe auf Zug beansprucht wird.
In den Ausführungsformen der Fig. 16 bis 23 ist der
Versuchsrahmen 4 für Zugversuche mit einer zweiten Traverse
46 für die Aufnahme des Prüflings versehen. In der Fig. 16
ist ein stabförmiger Prüfling 49 in einer Aufnahme 47 am
Kolben des Prüfzylinders und in einer Aufnahme 48 an der
zweiten Traverse eingespannt. Mit Hilfe des Prüfzylinders
wird der stabförmige Prüfling auf Zug beansprucht. In
ähnlicher Weise ist in der Fig. 17 ein Prüfling 50 aus Holz
in speziellen Aufnahmen 51, 52 für einen Zugversuch einge
spannt.
In den Fig. 18 und 19 ist die Vorrichtung für einen
Dübelausziehversuch vorbereitet. In dieser Ausführungsform
weist die zweite Traverse 46 einen nicht dargestellten
Durchbruch auf, durch den ein Dübel 53 ragt, der in einem
rechteckigen Klotz 54 steckt. Dieser Klotz steht auf einem
Holzklotz 55, mit dessen Hilfe der Klotz 54 auf die
erforderliche Höhe in der Prüfvorrichtung gebracht wird.
Der Dübel 53 ist in einer Aufnahme 56 am Kolben des Prüfzy
linders 8 gehaltert und wird von diesem auf Zug
beansprucht. Dabei drückt der Körper 54 gegen die zweite
Traverse 46.
In den Fig. 20 und 21 ist die Prüfvorrichtung für einen
Versuch zur Ermittlung der Scherfestgkeit an Holz vorberei
tet. Zu diesem Zweck ist auf einem Holzklotz 57 ein flaches
brett- oder bohlenartiges Holzstück 58 befestigt, wobei die
Scherfestigkeit dieser Verbindung ermittelt werden soll.
Dazu ist das flache Holzteil 58 in einer Halterung 59 am
Kolben des Prüfzylinders 8 eingespannt. Der Holzklotz 57
ist einerseits an der zweiten Traverse 46 befestigt und
stützt sich zusätzlich an einer winkelförmigen Halterung 60
ab, die mit dem Grundgestell 1 verbunden ist. Durch Aufbrin
gung von Zugkräften auf das flache Holzteil 58 wird die
Verbindung auf Scherung beansprucht.
In den Fig. 22 und 23 ist die Prüfvorrichtung für einen
Ausziehversuch für Baustahl vorbereitet. In einem Beton
klotz 61, der zur Höhenangleichung in der Prüfvorrichtung
auf einem Holzklotz 62 steht, sind die Enden 63, 64 von
stabförmigem Baustahl 65 einbetoniert, wobei das eine Ende
unterhalb des Versuchsrahmens 4 und das andere Ende ober
halb des Versuchsrahmens 4 liegt. Der Baustahl 65 ist
einstückig und über eine Halterung 66 als Schlaufe geführt.
Die Halterung 66 ist mit dem Kolben des Prüfzylinders 8 ver
bunden. Bei Zugbeanspruchung des Baustahls 65 stützt sich
der Betonklotz 61 an der zweiten Traverse 46 ab und die Ver
bindung der Enden 63, 64 des Baustahls im Betonklotz 61
kann geprüft werden.
Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 24 ist die Prüfvorrich
tung für einen Verdichtungsversuch vorbereitet. Zu diesem
Zweck ist eine Proctorform 67 unter dem Stempel 39
aufgestellt, mit dessen Hilfe eine in die Proctorform
eingefüllte Probe, z. B. Sand oder Kies, verdichtet wird.
Claims (12)
1. Vorrichtung zur Durchführung von Werkstoffprüfungen
mit einer Aufnahme für mindestens einen Prüfling
und mit einer Belastungseinrichtung,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein schwenkbarer Versuchsrahmen (4) mit einem
doppelt wirkenden Prüfzylinder (8) als Belastungs
einrichtung vorgesehen ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß ein Grundgestell (1) vorgesehen ist, das
zwei Ständer (2, 3) aufweist, in denen der Versuchs
rahmen (4) schwenkbar gelagert ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Prüfzylinder (8) in einer ersten
Traverse (7) des Versuchsrahmens (4) angeordnet
ist.
4. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der
Prüfzylinder (8) für Versuche, bei denen Druckkräf
te auf den Prüfling aufzubringen sind, zusammen mit
dem Versuchsrahmen (4) senkrecht angeordnet ist,
wobei der Versuchsrahmen (4) an der Seite, die der
ersten Traverse (7) mit dem Prüfzylinder (8) gegen
überliegt, offen ist und wobei der Prüfling auf dem
Grundgestell (1) angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1
bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Versuchsrah
men (4) für Versuche, bei denen Zugkräfte auf den
Prüfling aufzubringen sind, zusammen mit dem Prüfzy
linder (8) waagerecht angeordnet ist, wobei der Ver
suchsrahmen (4) an der Seite, die der ersten Traver
se (7) mit dem Prüfzylinder (8) gegenüberliegt,
eine Aufnahme für den Prüfling aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß als Aufnahme für den Prüfling eine zweite
Traverse (46) vorgesehen ist, an der Aufnahmen
(48, 52) für den Prüfling befestigt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß als Aufnahme für den Prüfling eine zweitei
lige Spannvorrichtung (40, 41) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Prüflingsaufnahme (60) an den Längsholmen (5, 6)
befestigt ist.
9. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß quer zum
Versuchsrahmen (4) mit Abstand zu diesem Auflager
(20, 21) auf dem Grundgestell (1) für einen sich
quer durch den Freiraum des Versuchsrahmens (4) er
streckenden Prüfling vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß seitlich
des Versuchsrahmens (4) eine Halterung (24) für
einen senkrechten Prüfling (25) vorgesehen ist, an
dem ein sich in den Freiraum erstreckendes Prüfteil
(26) in einer Querlage befestigt ist.
11. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß quer zum
Versuchsrahmen (4) mindestens eine Halterung (31)
für Mauerwerksprüflinge am Grundgestell (1) und/o
der an einem Zusatzgestell vorgesehen ist.
12. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehen
den Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die
Vorrichtung oder zumindest der Versuchsrahmen (4)
um eine vertikale Achse drehbar ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1995138611 DE19538611C2 (de) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | Vorrichtung zur Durchführung von Werkstoffprüfungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE1995138611 DE19538611C2 (de) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | Vorrichtung zur Durchführung von Werkstoffprüfungen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19538611A1 true DE19538611A1 (de) | 1997-04-03 |
DE19538611C2 DE19538611C2 (de) | 1998-07-02 |
Family
ID=7775060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1995138611 Expired - Fee Related DE19538611C2 (de) | 1995-10-02 | 1995-10-02 | Vorrichtung zur Durchführung von Werkstoffprüfungen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19538611C2 (de) |
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE19538611C2 (de) | 1998-07-02 |
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