DE3819108C1

DE3819108C1 - Pendulum striking mechanism for the generation of defined impulses for the dynamic calibration of compressible bodies

Info

Publication number: DE3819108C1
Application number: DE19883819108
Authority: DE
Inventors: Horst 7853 Steinen De Haenssler
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1988-06-04
Filing date: 1988-06-04
Publication date: 1989-11-16

Abstract

A description is given of a pendulum striking mechanism for the generation of defined impulses for the dynamic calibration of compressible bodies and especially of copper compressible bodies, in which the impulse generated by the pendulum acts on the compressible body via a force transmitting element and a force pick-up detects the progress with time of the force acting on the compressible body. The pendulum striking mechanism according to the invention is characterised in that, for altering the progress with time of the impulse, the force transmission element has a first and a second ram of predeterminable diameter which are in effective connection via a space filled with a fluid, and of which the first can be loaded with the impulse generated by the pendulum, and the second is in effective connection with the compressible body.

Description

Die Erfindung geht aus von einem Pendelschlagwerk zur Erzeugung von definierten Kraftstößen zur dynamischen Kalibrierung von Stauchkörpern und insbesondere von Kupfer-Stauchkörpern, bei dem der vom Pendel erzeugte Kraftstoß über ein Kraft-Übertragungselement auf den Stauchkörper wirkt, und ein Kraftaufnehmer die auf den Stauchkörper wirkende Kraft in ihrem zeitlichen Verlauf erfaßt.The invention is based on a pendulum impact mechanism Generation of defined force shocks for dynamic Calibration of compression bodies and in particular of Copper compression bodies, in which the one produced by the pendulum Power surge on the power transmission element Compression body acts, and a force transducer on the Strain force acting over time detected.

Derartige Pendelschlagwerke werden beispielsweise zum Simulieren des Druckverlaufs in einer Waffe eingesetzt. Dabei wird die Erstellung von dynamischen Stauchtabellen umso genauer, je genauer der mit dem Pendelschlagwerk erzeugte Kraftstoß dem Druckverlauf in der Waffe angepaßt ist.Such pendulum impact testers are used, for example Simulate the pressure curve used in a weapon. The creation of dynamic compression tables the more precise, the more precise the one with the pendulum impact mechanism generated power surge adapted to the pressure curve in the weapon is.

Pendelschlagwerke gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sind beispielsweise aus "Lehrbuch der Technischen Mechanik starrer Systeme" von K. Wolf, Springer-Verlag 1931 bekannt. Bei dem bekannten Pendelschlagwerk wird ein starrer Stempel verwendet und versucht, durch unterschiedliche Pendelgewichte sowie gegebenenfalls elastische Zwischen lagen den Druck- bzw. Kraftstoßverlauf entsprechend anzupassen.Pendulum impact testers according to the preamble of claim 1 are for example from "Textbook of Technical Mechanics rigid systems "by K. Wolf, Springer-Verlag 1931 known. In the known pendulum impact mechanism is a rigid Stamp used and tried by different Pendulum weights and elastic intermediate if necessary were to adjust the pressure or power surge curve accordingly.

Erfindungsgemäß ist jedoch erkannt worden, daß die bekannten Pendelschlagwerke nur zum Teil befriedigende Ergebnisse liefern, da insbesondere die Dauer der Krafteinwirkung durch die möglichen verwendbaren Pendelgewichte begrenzt ist und damit nur in einem gewissen Rahmen dem zeitlichen Druckverlauf angepaßt werden kann. According to the invention, however, it has been recognized that the known Pendulum impact testers only partially satisfactory results deliver, in particular the duration of the force limited by the possible usable pendulum weights is and thus only to a certain extent the temporal Pressure curve can be adjusted.

Darüber hinaus sind die Stauchgeschwindigkeit und die Dauer der Krafteinwirkung weitgehend voneinander abhängig.In addition, the upsetting speed and duration the force largely dependent on each other.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Pendel schlagwerk anzugeben, bei dem wenigstens die Dauer der Krafteinwirkung über einen größeren Zeitraum als bei den bekannten Schlagwerken dem tatsächlichen Druckverlauf angepaßt werden kann.The invention has for its object a pendulum to indicate percussion in which at least the duration of the Force applied over a longer period than with the known percussion mechanisms the actual pressure curve can be adjusted.

Überraschenderweise kann die erfindungsgemäß gestellte Aufgabe dadurch gelöst werden, daß weiterhin von einem Pendelschlagwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ausgegangen und dieses gattungsgemäße Schlagwerk dadurch weitergebildet wird, daß das Kraft-Übertragungselement zur Änderung des zeitlichen Verlaufs des Kraftstoßes einen ersten und einen zweiten Stempel vorgebbaren Durchmessers aufweist, die über einen mit einem Fluid gefüllten Raum in Wirkverbindung stehen, und von denen der erste mit dem vom Pendel erzeugten Kraftstoß beaufschlagbar ist, und der zweite in Wirkverbindung mit dem Stauchkörper steht.Surprisingly, the one provided according to the invention Problem can be solved by continuing from one Pendulum impact mechanism according to the preamble of claim 1 assumed and this generic percussion mechanism is further developed that the force transmission element for Change in the time course of the power surge first and a second stamp of predetermined diameter which has a fluid-filled space in Operational connection, and the first of which with the Pendulum generated power surge is applied, and the second is in operative connection with the compression body.

Die beiden Stempel, die mit je einer Stempelfläche in einen mit einem Fluid und insbesondere Öl (Anspruch 8) gefüllten Raum "ragen", bilden einen "Fluidhydraulischen Kraftwandler", durch den bei gegebenem Pendel die Stauch geschwindigkeit und die Stoßdauer in wesentlich weiteren Grenzen als bei bekannten Schlagwerken verändert und damit vorgegebenen Druckverläufen angepaßt werden können.The two stamps, each with a stamp surface in one with a fluid and in particular oil (claim 8) filled space "protrude", form a "fluid hydraulic Force transducer ", by which with a given pendulum the upsetting speed and the impact duration in much more Limits changed as with known percussion mechanisms and thus predetermined pressure profiles can be adapted.

Je nach Wahl der Stempeldurchmesser zueinander kann die Stauchgeschwindigkeit und -dauer erhöht oder reduziert werden: Eine Erhöhung ergibt sich, wenn der Durchmesser des ersten Stempels größer als der des zweiten ist, wäh rend bei umgekehrten Stempeldurchmesser-Verhältnis die Stauchgeschwindigkeit und -dauer erniedrigt wird.Depending on the choice of stamp diameter to each other, the Compression speed and duration increased or reduced become: An increase results when the diameter of the first stamp is larger than that of the second rend with reverse stamp diameter ratio Compression speed and duration is reduced.

Die Anpassung der verschiedenen Parameter an vorgegebene Druckverläufe durch entsprechende Auswahl der Stempel durchmesser kann gemäß Anspruch 2 dadurch erfolgen, daß der erste und/oder der zweite Stempel austauschbar sind.The adaptation of the various parameters to the specified ones Print progress through appropriate selection of stamps diameter can be done according to claim 2 in that the first and / or the second stamp are interchangeable.

Ferner ist es nach Anspruch 3 auch möglich, das Kraft- Übertragungselement so auszubilden, daß es auch umgekehrt zwischen Pendel und Stauchkörper einsetzbar ist. Hierdurch kann in einfacher Weise zwischen zwei "Sätzen" von Stauch geschwindigkeiten und -dauer variiert werden.Furthermore, it is also possible according to claim 3, the force Form transmission element so that it is also vice versa between the pendulum and the compression body. Hereby can easily between two "sets" of upsetting speeds and duration can be varied.

Durch das gemäß Anspruch 4 vorgesehene Abströmventil, das mit dem Fluid-Raum verbunden ist, kann zusätzlich das Abklingen des Kraftstoßes an den Druckverlauf in der Waffe angepaßt werden. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn die Abström-Kennlinie des Ventils einstellbar ist (Anspruch 10).By the discharge valve provided according to claim 4, the connected to the fluid space, this can additionally Decay of the power surge to the pressure curve in the weapon be adjusted. It is particularly preferred if the outflow characteristic of the valve is adjustable (Claim 10).

Weiterhin ist es möglich, eine oder mehrere Zusatzmassen am ersten und/oder zweiten Stempel anzubringen (Anspruch 5). Diese Zusatzmassen "glätten" zusätzlich die Kuppe des Kraftstoßes.It is also possible to use one or more additional masses to attach to the first and / or second stamp (claim 5). These additional masses also "smooth" the top of the Power surge.

Bei der im Anspruch 6 beanspruchten Weiterbildung ist der erste Stempel über einen dritten Stempel mit zwischen geschaltetem Gasvolumen mit dem vom Pendel erzeugten Kraft stoß beaufschlagbar. Dieser "vorgeschaltete Luftdämpfer" (Anspruch 9) bewirkt ein sanftes Ansteigen des Kraftstoßes und verhindert die ansonsten auftretende Schwingungsüber lagerung auf der Anstiegsflanke. In the training claimed in claim 6 is the first stamp over a third stamp with between switched gas volume with the force generated by the pendulum impactable. This "upstream air damper" (Claim 9) causes a gentle increase in the power surge and prevents the otherwise occurring vibration storage on the rising flank.

Die im Anspruch 7 gekennzeichnete Ausbildung, bei der der zweite Stempel auf einen vierten Stempel wirkt, der wiederum an dem Stauchkörper anliegt, ermöglicht insbesondere die Weiterverwendung von bekannten "Meßkapseln" zur Auf nahme von Stauchkörpern, die bereits einen Stempel und ein Übertragungselement für den Kraftstoß auf den Kraftaufnehmer aufweisen.The training characterized in claim 7, in which the second stamp acts on a fourth stamp which in turn abuts the compression body, in particular enables the re-use of known "measuring capsules" for up taking of compression bodies that already have a stamp and a Transmission element for the power surge on the force transducer exhibit.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungs beispiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsge dankens unter Bezugnahme auf die einzige Figur der Zeichnung näher beschrieben, die einen Querschnitt durch einen Teil eines erfindungsgemäßen Pendelschlagwerks zeigt.The invention is based on an embodiment for example without limitation of the general inventions thanks with reference to the only figure of the drawing described in more detail, which is a cross section through part of a Pendulum impact mechanism according to the invention shows.

Das Pendelschlagwerk weist in an sich bekannter Weise ein nicht gezeigtes Pendel, das einen durch einen Pfeil 20 symbolisierten Kraftstoß erzeugt, sowie einen Kraftauf nehmer 21 auf, der den auf einen Stauchkörper 22, beispielsweise einen Kupfer-Stauchkörper, wirkenden Kraftstoß in seinem zeitlichen Verlauf und seiner Größe erfaßt.The pendulum impact mechanism has, in a manner known per se, a pendulum, not shown, which generates a power surge symbolized by an arrow 20 , and a force transducer 21 which acts on a compression body 22 , for example a copper compression body, in its temporal course and of its size.

Zur genauen Anpassung des von dem Pendel erzeugten Kraft stoßes an den Druckverlauf beispielsweise in einer Waffe sind erfindungsgemäß folgende Elemente vorgesehen:For precise adjustment of the force generated by the pendulum hits the pressure curve in a weapon, for example the following elements are provided according to the invention:

- Fluidhydraulischer Kraftwandler 23 mit Stempeln unter schiedlichen Durchmessers,Fluid-hydraulic force transducer 23 with stamps of different diameters,
- Luftdämpfer 24,- air damper 24 ,
- Zusatzmasse(n) 25.- Additional mass (es) 25 .

Im folgenden soll der Aufbau und die Funktion dieser Elemente erläutert werden: In the following, the structure and function of these Elements are explained:

Der fluidhydraulische Kraftwandler besteht im wesentlichen aus einem ersten Stempel 1, einem zweiten Stempel 2 und einem mit einem Fluid, beispielsweise einem Öl gefüllten Raum 5. Die beiden Stempel 1 und 2 sind verschiebbar geführt und "ragen" mit je einer Stirnfläche in den Raum 5.The fluid-hydraulic force converter essentially consists of a first plunger 1 , a second plunger 2 and a space 5 filled with a fluid, for example an oil. The two stamps 1 and 2 are slidably guided and "protrude" into space 5 with one end face each.

Auf die andere Stirnfläche des Stempels 1 wirkt der vom Pendel erzeugte Kraftstoß entweder direkt oder über den nachfolgend noch beschriebenen Luftdämpfer 24.The power surge generated by the pendulum acts either directly or via the air damper 24 described below on the other end face of the stamp 1 .

Die andere Stirnfläche des Stempels 2 wirkt entweder direkt oder über nachfolgend noch beschriebene Zwischenelemente auf den Stauchkörper 22 ein.The other end face of the stamp 2 acts on the compression body 22 either directly or via intermediate elements described below.

Durch Variieren des Verhältnisses der Durchmesser der beiden Stempel 1 und 2 läßt sich die durch den Aufbau des Pendels zunächst vorgegebene Stauchgeschwindigkeit und -dauer in weiten Grenzen verändern:By varying the ratio of the diameters of the two punches 1 and 2 , the compression speed and duration initially given by the structure of the pendulum can be varied within wide limits:

Ist der Durchmesser des ersten Stempels 1 größer als der des zweiten Stempels 2, so wird die Stauchgeschwindigkeit und -dauer erhöht, im umgekehrten Falle herabgesetzt.If the diameter of the first punch 1 is larger than that of the second punch 2 , the upsetting speed and duration is increased, in the opposite case it is reduced.

Hierzu können einer oder beide Stempel austauschbar sein. Ferner ist es möglich, die gesamte Einheit 23, die beispielsweise in Lagern bzw. Traversen 6 bzw. 6′ gelagert ist, "einfach umzudrehen", so daß die Funktion der Stempel 1 und 2 vertauscht wird.One or both stamps can be exchangeable for this purpose. Furthermore, it is possible to "simply turn over" the entire unit 23 , which is mounted, for example, in bearings or cross members 6 or 6 ' , so that the function of the punches 1 and 2 is interchanged.

Darüber hinaus ist mit dem Raum 5 ein Abströmventil 7 für das Fluid, also beispielsweise das Öl verbunden. Die Abströmcharakteristik des Ventils 7 ist bevorzugt einstell bar. Durch das Ventil 7 kann das Abklingen des Kraftstoßes dem Druckverlauf der zu simulierenden Einheit, also beispielsweise einer Waffe angepaßt werden.In addition, an outflow valve 7 for the fluid, for example the oil, is connected to the space 5 . The outflow characteristic of the valve 7 is preferably adjustable bar. The decay of the power surge can be adapted by the valve 7 to the pressure curve of the unit to be simulated, that is to say, for example, a weapon.

Weiterhin können an einem oder beiden Stempeln 1 bzw. 2 Zusatzmassen 25 angebracht werden. Diese Zusatzmassen 25 glätten die Kuppe des Kraftstoßes und erlauben ein weiteres Anpassen des Verlaufs des Kraftstoffes an den tatsäch lichen Verlauf.Furthermore, 1 or 2 additional masses 25 can be attached to one or both stamps. These additional masses 25 smooth the top of the power surge and allow a further adjustment of the course of the fuel to the actual course.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist dem "Kraftwandler" 23 ein "Luftdämpfer 24 vorgeschaltet". Dieser besteht aus einem weiteren (dritten) Stempel 3, der in einer Führung 8 in Richtung des Kraftstoßes 20 verschiebbar geführt ist, und auf den das (nicht dargestellte) Pendel wirkt. Zwischen den Stirnflächen der Stempel 1 und 3 ist ein Gasvolumen (Luftvolumen) 9 eingeschlossen. Damit ist der erste Stempel 1 über den dritten Stempel 3 mit zwischen geschaltetem Gasvolumen mit dem von Pendel erzeugten Kraft stoß beaufschlagbar. Dieser "vorgeschaltete Luftdämpfer" bewirkt ein sanftes Ansteigen des Kraftstoßes und verhindert die ansonsten auftretende Schwingungsüberlagerung auf der Anstiegsflanke.In the exemplary embodiment shown, an "air damper 24 " is connected upstream of the "force converter" 23 . This consists of a further (third) punch 3 , which is guided in a guide 8 in the direction of the power surge 20 , and on which the pendulum (not shown) acts. A gas volume (air volume) 9 is enclosed between the end faces of the punches 1 and 3 . Thus, the first plunger 1 can be acted upon by the third plunger 3 with the gas volume generated by the pendulum between the gas volume switched. This "upstream air damper" causes the power surge to rise gently and prevents the otherwise occurring vibration superposition on the rising flank.

Der Stauchkörper 22 befindet sich in einer Aufnahme 10, wie sie typischerweise auch bei bekannten Pendelschlagwerken verwendet wird. Die Aufnahme 10 weist ein Gehäuse 11, einen vierten Stempel 4 und ein Übertragungselement 12 auf, das den Kraftstoß auf den Kraftaufnehmer 21 über trägt. Damit ist auch bei dem erfindungsgemäßen Pendel schlagwerk die Weiterverwendung von bekannten "Meßkapseln" zur Aufnahme von Stauchkörpern möglich, die bereits einen Stempel und ein Übertragungselement für den Kraftstoß auf den Kraftaufnehmer aufweisen. The compression body 22 is located in a receptacle 10 , as is typically also used in known pendulum impact testers. The receptacle 10 has a housing 11 , a fourth punch 4 and a transmission element 12 , which carries the force surge on the force transducer 21 . Thus, even with the pendulum impact mechanism according to the invention, the further use of known "measuring capsules" for receiving compression bodies is possible, which already have a stamp and a transmission element for the force shock on the force transducer.

Bei typischen Kupfer-Stauchkörpern 22 können die einzelnen Stempel ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens folgende Abmessungen haben, die natürlich in Abhän gigkeit von dem Druckverlauf der jeweils zu simulierenden Waffe vaiieren können:In typical copper compression bodies 22 , the individual stamps can have the following dimensions without restricting the general inventive concept, which of course can vary depending on the pressure profile of the weapon to be simulated:

Vorstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbei spiels ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens - zur Variation der Stauchgeschwindigkeit und -dauer einen fluidhydraulischen "Kraftwandler" zu verwenden - beschrieben worden. Selbstverständlich sind innerhalb dieses allgemeinen Erfindungsgedankens die verschiedensten Variationen möglich. Insbesondere ist es nicht erforder lich, daß ein Pendelschlagwerk sämtliche Elemente des vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiels aufweist. Je nach Ausbildung des zu simulierenden Elements kann auf ein oder mehrere Merkmale verzichtet werden.The invention is based on an exemplary embodiment game without limiting the general inventive concept - to vary the compression speed and duration to use a fluid hydraulic "force converter" - have been described. Of course, are within of this general inventive idea the most diverse Variations possible. In particular, it is not required Lich that a pendulum impact mechanism all elements of the Has embodiment described above. Each after training the element to be simulated can on a or several features can be omitted.

Claims

1. Pendelschlagwerk zur Erzeugung von definierten Kraft stößen zur dynamischen Kalibrierung von Stauchkörpern und insbesondere von Kupfer-Stauchkörpern, bei dem der vom Pendel erzeugte Kraftstoß über ein Kraft- Übertragungselement auf den Stauchkörper wirkt, und ein Kraftaufnehmer die auf den Stauchkörper wirkende Kraft in ihrem zeitlichen Verlauf erfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraft-Übertragungselement (23) zur Änderung des zeitlichen Verlaufs des Kraftstoßes einen ersten (1) und einen zweiten Stempel (2) vorgebbaren Durchmessers aufweist, die über einen mit einem Fluid gefüllten Raum (5) in Wirkverbindung stehen, und von denen der erste mit dem vom Pendel erzeugten Kraftstoß (20) beaufschlagbar ist, und der zweite in Wirkverbindung mit dem Stauchkörper (22) steht.1. Pendulum impact mechanism for the generation of defined force impulses for the dynamic calibration of compression bodies and in particular of copper compression bodies, in which the power surge generated by the pendulum acts on the compression body via a force transmission element, and a force transducer the force acting on the compression body in its temporal Detected course, characterized in that the force transmission element ( 23 ) has a first ( 1 ) and a second punch ( 2 ) predeterminable diameter for changing the time course of the power surge, which is operatively connected via a fluid-filled space ( 5 ) stand, and of which the first can be acted upon by the force impulse ( 20 ) generated by the pendulum, and the second is in operative connection with the compression body ( 22 ).

2. Pendelschlagwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste und/oder der zweite Stempel (1 bzw. 2) austauschbar sind.2. Pendulum impact mechanism according to claim 1, characterized in that the first and / or the second stamp ( 1 or 2 ) are interchangeable.

3. Pendelschlagwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraft-Übertragungselement (23) auch umgekehrt zwischen Pendel und Stauchkörper (22) einsetzbar ist.3. Pendulum impact mechanism according to claim 1 or 2, characterized in that the force transmission element ( 23 ) can also be used in reverse between the pendulum and compression body ( 22 ).

4. Pendelschlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abströmventil (7) mit dem Fluid-Raum (5) verbunden ist.4. Pendulum impact mechanism according to one of claims 1 to 3, characterized in that an outflow valve ( 7 ) is connected to the fluid space ( 5 ).

5. Pendelschlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Zusatzmassen (25) am ersten und/oder zweiten Stempel (1, 2) anbringbar sind.5. Pendulum impact mechanism according to one of claims 1 to 4, characterized in that one or more additional masses ( 25 ) on the first and / or second stamp ( 1, 2 ) can be attached.

6. Pendelschlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Stempel (1) über einen dritten Stempel (3) mit zwischengeschaltetem Gas volumen (9) mit dem vom Pendel erzeugten Kraftstoß (20) beaufschlagbar ist.6. Pendulum impact mechanism according to one of claims 1 to 5, characterized in that the first stamp ( 1 ) via a third stamp ( 3 ) with interposed gas volume ( 9 ) with the power surge generated by the pendulum ( 20 ) can be acted upon.

7. Pendelschlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Stempel (2) auf einen vierten Stempel (4) wirkt, der wiederum an dem Stauchkörper (22) anliegt. 7. Pendulum impact mechanism according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second stamp ( 2 ) acts on a fourth stamp ( 4 ) which in turn rests on the compression body ( 22 ).

8. Pendelschlagwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid Öl ist.8. pendulum impact mechanism according to one of claims 1 to 7, characterized in that the fluid is oil.

9. Pendelschlagwerk nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas Luft ist.9. pendulum impact mechanism according to one of claims 6 to 8, characterized in that the gas is air.

10. Pendelschlagwerk nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kennlinie des Abströmventils (7) einstellbar ist.10. Pendulum impact mechanism according to one of claims 4 to 9, characterized in that the characteristic of the outflow valve ( 7 ) is adjustable.

11. Verwendung eines Pendelschlagwerks nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zur Simulation des Druckverlaufs in einer Waffe.11. Use of a pendulum impact mechanism according to one of the Claims 1 to 10 for simulating the pressure curve in a weapon.