DE2809293C2 - Druckprüfmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Druckprüfmaschine mit einer ersten und zweiten Platte, die mittels eines Kraftantriebs relativ zueinander entlang von Führungssäulen bewegbar sind welche an einer der Platten mit Abstand voneinander befestigt sind.

Derartige Druckprüfmaschinen mit mehreren Säulen sind für die verschiedensten Verwendungszwecke bekannt So zeigt beispielsweise die US-Patentschrift 34 42 120 eine hydraulische Resonanz-Dauerprüfvorrici'.tung mit einer stehende Säulen aufweisenden Druckprüfmaschine, wobei geeignete hydi-aulische Klemmvorrichtungen, die die Säulen miteinander verbinden, vorgesehen sind.

Druckprüfmaschinen für hohe Belastungen haben im allgemeinen vier Säulen, und zwar an jeder Ecke einer quadratischen oder rechteckigen Grundplatte eine, und an den Säulen ist ein bewegbares Querhaupt angebracht

Die zwischen der unteren Platte (Grundplatte) und der oberen Platte (Querhaupt) befindlichen Säulen nehmen in angemessener Weise die vertikalen Belastungen (parallel zur Säulenachse) auf und sind in der Lage, auch Seitenkräften entgegenzuwirken, die durch eine exzentrische Lage des Prüfstücks hervorgerufen werden. Die Aufnahmefähigkeit von seitlichen Belastungen ist bei Druckprüfmaschinen in typischer Weise geringer als zehn Prozent der axialen oder lotrechten Belastung. Eine Deformation und Ablenkung der Säulen in horizontaler Richtung (wenn die Säulen vertikal angeordnet sind) kann insofern zu einem Problem erwachsen, wenn Prüfstücke untersucht werden, für die eine beträchtliche biaxiale Belastung erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Druckprüfmaschine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie in erhöhtem Maße auch seitliche Belastungen aufnehmen kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale gelöst

Die weitere Ausbildung des Erfindungsgegenstandes geht aus den Merkmalen der Unteransprüche hervor.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht darin, daß die Druckprüfmaschine bei biaxialer Belastung auch hohe seitlich wirkende Kräfte aufnehmen kann und die dazu vorgesehenen Mittel so ausgebildet sind, daß sie den für eine Druckprüfung erforderlichen Zeitaufwand, insbesondere den für das Einbringen und das Entfernen des Prüflings durch besondere Montageerfordernisse nicht negativ beeinflussen.

Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Druckprüfmaschine mit einer Diagonalstrebe nach der Erfindung;

F i g. 2 den Schnitt nach der Linie 2-3 in der Fig. 1;

F i g. 3 den Schnitt bzw. die Ansicht nach der Linie 3-3 in der Fig. 1;

F i g. 4 den Schnitt bzw., die Draufsicht nach der Linie 4-4 in der F i g. 1;

F i g. 5 die Seitenansicht einer Druckprüfmaschine in einer gegenüber F i g. 1 abgewandelten Ausführungsform;

F i g. 6 den Schnitt nach der Linie 6-6 in der F i g. 5.

Die Druckprüfmaschine 10 (Fig. 1) ist — von oben gesehen — quadratisch und hat vier Säulen U, die an je einer Ecke des Quadrats angeordnet sind, von denen aber nur zwei in der Zeichnung zu sehen sind. Die Säulen 11 sind auf einer Grundplatte 12 befestigt. Eine obere Platte 13 bzw. das Querhaupt ist verschiebbar an den Säulen gelagert.

Die obere Platte 13 kann im Abstand von der Grundplatte 12 festgeklemmt werden, wie das bei

Druckprüfmaschinen üblich ist, wobei die Vorrichtungen zum festklemmen an den Säulen allgemein bekannt sind.

Die gewünschte Lage der oberen Platte 13 kann durch Verwendung einer langen Hydraulikzylinderan-Ordnung 15 erreicht werden, welche auf emcra Auflager

16 an der Grundplatte 12 ruht und an einem Gegenlager

17 an der oberen Platte 13 angreift Der Hydraulikzylinder 15 ist im Beispiel als nur an einer Ecke der Druckprüfmaschine vorhanden dargestellt, jedoch ist je ein eigener Hydraulikzylinder an jeder der Ecken der Maschine zum Anheben und Absenken des Querhaupts 13 vorgesehen.

Die obere Platte 13 kai.-n an den einzelnen Säulen 11 mittels Spannzylindern 20, die in Fig. 1 an der linken '5 Ecke der Platte 13 angeordnet sind, festgeklemmt oder festgespannt werden. Der Klemmvorgang ist in Fig.4 im Zusammenhang mit dem Festklemmen der diagonalstrebe allgemein dargestellt. An den Ecken, an denen keine Diagonalstreifen angreifen, sind, wie gezeigt ist, die Spannzyünder 20 vorgesehen.

Das Vermögen, biaxialen Belastungen entgegenzuwirken, d. h. Belastungen mit entlang und rechtwinklig zu den Säulen 11 gerichteten Komponenten, wird durch die Anwendung einer Diagonalstrebe 21 in hohem Maße gesteigert. Wie dargestellt, befindet sich eine solche Strebe an der dem Beschauer zugewandten Seite der Druckprüfmaschine. Eine gleichartige Strebe befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der Maschine, und diese kann sich in der gleichen Richtung ^}0 wie die Strebe 21 erstrecken.

Die Strebe 21 ist als Flachstange dargestellt, sie kann jedoch auch als Rundstab ausgebildet sein, wie die F i g. 5 und 6 zeigen. Ein Ende der Strebe 21 ist an einem der geeigneten Bolzen 22, der an der Grundplatte befestigt ist, schwenkbar gelagert. Anstelle der gezeigten Schwenkbolzens könnte auch eine Klemmverbindung vorgesehen sein. Beispielsweise könnte das nabenartige Lagerteil geschlitzt und mittels eines geeigneten Hydraulikzylinders festklemmbar sein, so daß, wenn das Querhaupt 13 in seiner Lage verspannt und die Diagonalstrebe 21 an ihrem oberen Ende festgelegt ist, was noch erläutert Werden wird, das Lagerteil 23 am Bolzen 22 festgeklemmt werden kann, um jegliches Spiel oder jedwede Bewegung zu ⁴> unterbinden. Der Bolzen 22 ist so dargestellt, daß er Belastungen entlang einer einzigen Schubfläche aufnimmt, jedoch kann an der dem Beschauer zugewandten Seite des Lagerteils 23 ebenfalls eine Abstützung für den Bolzen 22 vorgesehen sein, so daß der Bolzen "¹⁽¹ Belastungen entlang von zwei Schubflächen oder -eoenen aufnehmen kann.

Die Strebe 21 erstreckt sich diagonal zu einer Ecke der oberen Platte 13. Wie die F i g. 2 bis 4 zeiger, liegt die Strebe 21 an einer drehbar gelagerten Scheibe an « bzw. greift in diese ein. Diese Scheibe 25 ist in einer passenden runden Ausnehmung 26 an einer Seitenfläche der oberen Platte 13 aufgenommen und kann sich in dieser Ausnehmung drehen. Die Strebe 21 ist mit Nuten und Zähnen 27 ausgestattet, die in passende Zähne und ^b0 Nuten 28 in der Scheibe 25 eingreifen. Die beiden Verzahnungssätze können sich relativ zueinander verschieben, wenn die Lage der beiden Platten 12 und 13 verändert wird. Die Verzahnungen dienen dazu, den Reibungskoeffizienten dieser Verbindung zu erhöhen. ^b5

Die Ecke der oberen Platte 13 kann, wie in F i g. 4 dargestellt, ausgebildet sein. Die Strebe 21 befindet sich dabei außen an der Platte 13. Un letztere an der Säule

11 festzuspannen und auch die Strebe festzuklemmen, ist an der Außenseite der Strebe 21 ein Klemmblock 30 angebracht, der geeignete hydraulische Klemmzylinder 31 trägt, die im wesentlichen identisch mit den Zylindern 20 ausgebildet sein können. Die Zyl-nder 31 haben je einen innen liegenden Kolben 32 (F i g. 2), und diese sind an Kolbenstangen 33 angebracht, welche in die obere Platte 13 eingeschraubt oder in sonst geeigneter Weise mit dieser entlang der Linien 34 verbunden sein können.

Druckflüssigkeit kann den Druckleitungen 35 zugeführt werden, welche zu den kolbenstangenseitigen Flächen der Kolben 32 führen, und wenn durch die Leitungen 35 Druck aufgebracht wird, dann wird der Block 30 zur Platte 13 hin gepreßt Die Hydraulikzylinder 13 klemmen die Diagonalstrebe 21 gegen die Scheibe 25 und klemmen in gleicher Weise dann die Scheibe 25 gegen die Flächen der Platte 13, um die Strebe 21 in festem Reibungsschluß in ihrer Lage festgeklemmt zu halten, wie auch die Platte 13 fest mit der Säule 11 zu verspannen. Wenn das Lagerteil 23 ebenfalls mit dem Bolzen 22 zu verklemmen ist, so geschieht das dann, wenn die Platte 13 festgelegt ist, so daß kein Spiel oder keine Lockerung auftreten kann und jeglichen Seitenkräften, die bestrebt sind, die Säulen 11 zu biegen, durch die Diagonalstrebe 21 und auch durch die Säulen 11 entgegengewirkt wird.

Wenn ein Prüfstück in dem Raum zwischen den Platten 12 und 13 eingebracht werden soll und eine Strebe 21 wäre im Weg, dann meist werden solche Streben an allen vier Seiten der Maschine angebracht, so kann, wie schon erwähnt, der Bolzen 22 entfernt werden oder es wird das Lagerteil 23 in geeigneter Weise gelöst, woraufhin das untere Ende der Strebe 21 angehoben wird. Hierbei dreht sich, wenn die oberen Klemmzylinder gelockert sind, die Scheibe 25.

Die Platten 12 und 13 sind in ihrer Lage fest an den Säulen 11 gehalten. Das Belasten erfolgt durch geeignete schematisch angedeutete Belastungszylinder 50,51. Diese Zylinder können oberhalb der Grundplatte

12 an irgendeiner gewünschten Stelle angeordnet sein, um den vorgesehenen Prüfvorgang auszuführen. Die beschriebene Art einer Druckprüfmaschine kann beispielsweise insbesondere zur Prüfung von Rahmen 52 zur Abstützung dtr Stollendecke im Bergbau dienen, wobei die die Stollendecke abstützende Konstruktion zwischen die Platten 12,13 eingesetzt und geprüft wird. Die Rahmen werden durch die Zylinder 50 vertikal und durch die Zylinder 51 horizontal belastet, um sowohl die vertikale Belastung wie auch das horizontale Rutschen an der Stollendecke zu simulieren. Diese schematische Darstellung dient jedoch nur zum Zwecke der Erläuterung.

Die Verwendung der Zylinder 31 zum Fertklemmen des oberen Endes der Diagonalstrebe und zum Festspannen der jeweiligen Ecke der oberen Platte 13 an der zugeordneten Säule 11 vermindert den Kostenaufwand und ergibt dennoch eine angemessene Verklemmung sowohl für Platte 13 als auch ^für die Strebe selbst.

Die Verwendung eines Bolzens an jedem Ende der Diagonalstrebe mit einer unabhängigen Klemmvorrichtung, die in die Strebe eingebaut ist und eine Einstellung der Länge der Strebe zuläßt, was nachfolgend beschrieben werden wird, erlaubt eine unabhängige Wahl der Kraftaufnalimefähigkeil für jedes Konstruktionsteil.

Bei der Ausführungsl'orm nach den F i g. 5 und 6 sind wie in Fi g. 1 gleiche Teile der Maschine mit denselben

Bezugszeichen bezeichnet. Eine biaxiale Belastung (horizontal und vertikal) ist vorgesehen, und die obere Platte 13 wird gegenüber der Grundplatte 12 durch zwei Hydraulikzylinder 15 angehoben und abgesenkt.

Die gegenüber der Strebe in Fig. 1 abgewandelte Diagonalstrebe 40 weist eine untere Hohlstange 41 und eine darin teleskopartig verschiebbare obere Stange 42 auf. Die Hohlstange 41 ist schwenkbar auf einem Bolzen 43 gelagert, der in geeigneter Weise an der Grundplatte 12 befestigt ist. Die Stange 42 ist schwenkbar an ihrem oberen Ende an einem an der oberen Platte 13 angebrachten Bolzen 44 gehalten und in einer gestrichelt angedeuteten Aufnahmebohrung 41/4 der Hohlstange 41 verschiebbar. Das obere Teil der Hohlstange 41 weist einen Schlitz 41 S(Fig. 6) auf, der ein Festklemmen und Lösen der Stange 42 zuläßt, so daß diese entweder an einer Verschiebung durch Festklemmen der Hohlstange 41 an der Stange 42 mittels zweier Hydraulikzylinder 45 gehindert ist oder bei Lösen der Klemmung eine Verschiebung erfahren kann.

Die Zylinder 45 haben den gleichen Aufbau wie die Zylinder 31 und jeder weist einen Kolben 46 auf, der eine Kolbenstange 47 bestätigt, welche in eine Gewindebohrung in einem Teil der Hohlstange 41 eingeschraubt ist. in dem der Gewindebohrung gegenüberliegenden Teil der Hohlstange ist die Kolbenstange gleitend geführt, so daß die Kolbenstange 47 den Schlitz 41B durchsetzt und verspannen kann. Wenn in Inneren der Zylinder 45 über den Zuleitungsanschluß 48 Druck aufgebaut wird, so wirkt dieser auf die kolbenstangenseitigen Flächen der Kolben 46 und übt eine Kraft aus, die bestrebt ist, die Hohlstange 41 an der Stange 42 festzuklemmen.

Um ein sicheres Klemmen zu gewährleisten werden zwei solche Zylinder 45 verwendet. Bei Druckentlastung des Kolbens können die Stangen 42 und die Hohlstangen 4 teleskopartig verschoben werden, so daß eine Bewegung der oberen Platte 13 möglich ist.

Wie die gestrichelt angegebenen 44Λ des oberen Endes der Stange erkennen läßt, können diese und die Hohlstange 41 auf einer beträchtlichen Strecke gegeneinander verschoben werden, so daß die Platten 12, 13 in einem relativ weiten Bereich gegeneinander verstellbar sind.

Die Diagonalstrebe 40 kann an allen vier Seiten der Druckprüfmaschine vorgesehen sein und sie kann ebenfalls aus dem Weg geschwenkt werden, indem entweder der Bolzen 44 oder der Bolzen 43 entfernt wird, während der andere als Schwenklager dient, so daß zwischen den 11 freier Raum zum Ein- und Ausbringen eines Prüfstücks geschaffen werden kann.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Druckprüfmaschine mit einer ersten und zweiten Platte, die mittels eines Kxaftantriebes relativ zueinander entlang von Führungssäulen bewegbar sind, welche an einer der Platten mit Abstand voneinander befestigt sind, gekennzeichnet durch mindestens eine mit beiden Platten (12,13) verbundene, in bezug zu den Säulen (11) diagonal verlaufende Strebe (21; 40) und durch lösbare, die Strebe gegen eine Bewegung relativ zu beiden Platten (12, 13) festlegende Befestigungen (22,23,30,31,43,44,45).

2. Maschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch paarweise mit Abstand zueinander angeordneten Säulen (11), wobei die Strebe (21; 40) nahe einer der Säulen schwenkbar an der Platte (12) gelagert und an der anderen Platte (13) nahe der anderen Säule des Paars befestigt ist

3. Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren Befestigungen eine Klemmvorrichtung (31; 45) einschließen, die wenigstens Teile der Strebe (21; 40) festklemmt und eine Verschiebewegung dieser Teile relativ zu einer der Platten (12,13) verhindert

4. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren Befestigungen hydraulisch betätigte Klemmvorrichtungen (30,31,45) einschließen, die eine Klemmkraft an der Strebe ausüben.

5. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende der Strebe (21) durch eine Schwenkverbindung (25) an einer der Platten (13) angebracht ist und daß die Klemmvorrichtungen (30, 31) die Strebe gegen eine axiale Verschiebebewegung relativ zur Schwenkverbindung festklemmen.

6. Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkvei bindung eine drehbar in einer Ausnehmung (26) einer der Platten (13) gelagerte Scheibe (25) enthält.

7. Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strebe (21) nach Lösen der Klemmvorrichtungen (30, 31) relativ zur Scheibe (25) verschiebbar ist und daß die Scheibe sowie die Strebe zueinander passende, parallel zur Längserstreckung der Strebe verlaufende Verzahnungen (27, 18) aufweisen, die eine zusätzliche Reibungskraft durch ihr Ineinandergreifen hervorrufen.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Schwenkverbindung ein einen Teil (42) der Strebe (40) verschiebbar aufnehmendes hülsenförmiges Gehäuse (41) dient.

9. Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch zwei teleskopartig verschiebbare Teil (41,42) deren entgegengesetzte Enden mit der zunächst liegenden Platte (12 bzw. 15) schwenkbar verbunden sind, wobei die lösbaren Befestigungen Klemmvorrichtungen (45) nahe dem mittleren Bereich der Strebe (40) aufweisen.

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