DE3716215C2

DE3716215C2 -

Info

Publication number: DE3716215C2
Application number: DE19873716215
Authority: DE
Inventors: Matthias Dipl.-Ing. 6905 Schriesheim De Berg; Werner Dipl.-Ing. 6080 Gross-Gerau De Merten
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1987-05-14
Filing date: 1987-05-14
Publication date: 1991-07-11
Also published as: DE3716215A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Umlaufbiegeprüfmaschine mit Torsionsbelastungseinrichtung zum Einleiten eines umlaufenden Biegemoments und einer Torsionsbelastung in einen Prüfling, wobeiThe invention relates to a rotary bending testing machine Torsion loading device for initiating a circumferential bending moment and a torsional load in a candidate, whereby

(a) a clamping device for the test specimen with a Orbital bending moment transmission member firmly connected is on which by means of a rotary drive device rotatable unbalance weight rotatably mounted is and
(b) a torsionally rigid but flexible Torsional load transmission member on the one hand the torsion load device is connected to the has a torsional force introduction lever which fixed in the radial direction by a plain bearing and on the other hand with the jig is connected for the examinee.

Eine Reihe von bekannten Standard- Umlaufbiegeprüfmaschinen sind so ausgebildet, daß der Prüfling bei der Prüfung rotiert, wodurch sowohl die Einleitung einer dem umlaufenden Biegemoment überlagerten Torsionsschwingbelastung als auch die Meßwertübertragung problematisch sind, insbesondere ist eine an sich erwünschte Entkopplung von eingeleitetem Torsionsmoment und Umlaufbiegemoment äußerst problematisch.A number of well-known standard Circulation bending testing machines are designed so that the Test object rotates during the test, whereby both the Initiation of a superimposed bending moment Torsional vibration load as well as the measured value transmission are problematic, especially one in itself Desired decoupling of the torsional moment and rotational bending moment extremely problematic.

So ist aus der DE-PS 32 04 472 eine Ende dieses Prüflings, z. B. einer Werkstoffprobe oder eines Bauteils, wird in eine drehbare Hohlwelle eines quer zur Drehachse beweglichen Belastungslagers eingespannt, an welchem über einen seitlich starr am Belastungslager befestigten horizontalen Hebelarm eine Kraft angreift, die in dem rotierenden Prüfling ein raumfestes Biegemoment erzeugt. Mit dieser Umlaufbiegeprüfmaschine wird neben der Umlaufbiegebelastung über den Hebelarm gleichtzeitig eine Axialbelastung auf den Prüfling aufgebracht, sofern nicht auf der dem Hebelarm gegenüberliegenden Seite des Belastungslagers über einen zweiten horizontalen, starr befestigten Hebelarm eine der vorgenannten Kraft gleiche, aber entgegengesetzt gerichtete Kraft ausgeübt wird. Außerdem weist diese Umlaufbiegemaschine keine Einrichtung zum Einleiten einer Torsionsbelastung in den Prüfling auf. Das Rotieren des Prüflings ist für eine visuelle Schadensbeobachtung am Prüfling und für die Übertragung von Meßwerten, zum Beispiel von Drehungsmeßwerten, die an dem rotierenden Prüfling ermittelt worden sind, nachteilig.So is from DE-PS 32 04 472 End of this test object, e.g. B. a material sample or of a component, is in a rotatable hollow shaft clamped load bearing movable transversely to the axis of rotation, on which one is laterally rigid on the load bearing attached horizontal lever arm a force attacks which in the rotating test specimen a fixed Bending moment generated. With this rotary bending testing machine is next to the circular bending load on the lever arm at the same time an axial load is applied to the test object, unless on the opposite side of the lever arm Side of the load bearing via a second horizontal, rigidly attached lever arm one of the aforementioned Strictly the same, but opposite Force is exerted. In addition, this rotary bending machine has no device to initiate a torsional load in the test object. Rotating the device under test is for visual damage monitoring on the test object and for the transmission of measured values, for example from Rotation measurement values determined on the rotating test specimen have been disadvantageous.

Eine Umlaufbiegeprüfmaschine, in welcher der Prüfling nichtumlaufend eingespannt ist, ist aus der DE-PS 33 21 827 G1 bekannt. Hier wird das umlaufende Moment durch eine Unwuchtkraft erzeugt, die an dem dem Prüfling entgegengesetzten Ende einer vertikal angeordneten Belastungswelle angreift, wobei zur Messung des Prüfmoments auf der Belastungswelle Dehnungsmeßstreifen aufgebracht sind, die, da die vertikale Belastungswelle praktisch stationär ist, problemlos mit dem zugehörigen Dehungsmeßgerät verbindbar sind. Auch diese Umlaufbiegeprüfmaschine weist keine Einrichtung zum Aufbringen einer Torsionsbelastung auf den Prüfling auf. A rotary bending test machine in which the test specimen is not clamped circumferentially, is from DE-PS 33 21 827 G1 known. Here is the circulating moment through generates an unbalance force that is opposite to that of the test object End of a vertical load shaft attacks, whereby to measure the test torque Strain gauges applied to the load shaft are that practical because the vertical load wave is stationary, easily with the associated strain gauge are connectable. This rotary bending testing machine too has no facility for applying a Torsional load on the test object.

Es sind jedoch Umlaufbiegeprüfmaschinen bekannt, die es ermöglichen, zusätzlich zu einer umlaufenden Biegebelastung gleichzeitig eine Torsionsbelastung auf den Prüfling aufzubringen, und zwar sowohl auf einen rotierenden als auch auf einen nichtumlaufenden Prüfling:However, circulation bending testing machines are known that do it allow, in addition to an all-round bending load at the same time a torsional load on the Apply test specimen, both on a rotating as well as on a non-rotating test object:

So ist aus der Dissertation "Untersuchungen an einer Prüfmaschine für regellos schwingende Umlaufbiege- und Torsionsbeanspruchung rotierender Wellen mittleren Durchmessers" von Gerald Seebacher, München 1976, eine Umlaufbiegeprüfmaschine bekannt, in welcher die beiden Einspannvorrichtungen zum Einspannen der beiden Enden eines stabartigen Prüflings in einem Verspannrohr untergebracht sind, wobei die eine Einspannvorrichtung über einen innerhalb des Verspannrohrs drehbar gelagerten inneren Wellenstrang mit einem die Torsionskraft erzeugenden hydraulischen Drehzylinder verbunden ist, dessen Gehäuse fest an dem einen Ende des Verspannrohrs angebracht ist, während die andere Einspannvorrichtung direkt an dem anderen Ende des Verspannrohrs befestigt ist. Zum Erzeugen einer umlaufenden Biegebelastung ist das über ein äußeres Lager drehbar gelagerte Verspannrohr mittels eines Motors rotierbar und im Bereich des Prüflings unterbrochen, wobei die einander zugewandten Enden der durch diese Unterbrechungsstelle gebildeten Verspannrohrteile durch eine Membrankupplung miteinander verbunden sind und die erforderliche Biegekraft mittels einer hydraulischen Zylinder-Kolben-Anordnung über eine Hohlwelle und eine darin drehbar gelagerte sowie fest mit der erwähnten anderen Einspannvorrichtung verbundene Stummelwelle auf den Prüfling aufgebracht wird. Abgesehen von den oben dargelegten Nachteilen, die aus der Rotation des Prüflings folgen, ergibt sich dadurch, daß die Torsionskraft nicht nur durch den Prüfling sondern durch nahezu den gesamten "Lasteinleitungsstrang" geführt wird, ein aufwendiger Aufbau, der zudem bei großen Prüfkräften und komplizierten Prüflingen, wie zum Beispiel Radnaben, nicht mehr wirtschaftlich anwendbar ist.The dissertation "Investigations on a Testing machine for randomly swinging bending and Torsional stress on rotating shafts medium Diameter "by Gerald Seebacher, Munich 1976, a Circulation bending testing machine known in which the two Clamping devices for clamping the two ends of a rod-like test specimen housed in a bracing tube are, the one jig over one rotatably mounted within the bracing tube inner shaft with a torsional force hydraulic rotary cylinder is connected whose housing is fixed to one end of the bracing tube is attached while the other jig attached directly to the other end of the bracing tube is. To generate an all-round bending load the bracing tube rotatably supported by an outer bearing rotatable by means of a motor and in the area of the test object interrupted, the mutually facing ends the bracing tube parts formed by this interruption point connected by a membrane coupling are and the required bending force by means of a hydraulic cylinder-piston arrangement via a hollow shaft and one rotatably mounted in it and fixed to the mentioned other clamping device connected stub shaft is applied to the test object. Apart from the disadvantages set out above, which result from the rotation of the Test object follow, results from the fact that the torsional force not only by the test object but by almost the entire "load introduction line" is introduced elaborate structure, which also with large test forces and complicated test objects, such as wheel hubs, is no longer economically applicable.

Ferner ist aus der DE 32 44 464 C2 eine Werkstoff- und Bauteilprüfmaschine bekannt, mit der sowohl eine zeitlich veränderliche Biegebelastung als auch eine zeitlich veränderliche Torsionsbelastung auf einen vorzugsweise stabförmigen, nichtumlaufenden Prüfling aufgebracht werden kann. Diese Werkstoff- und Bauteilprüfmaschine ist so aufgebaut, daß der Prüfling mit einem jeden seiner beiden Enden in einer Einspannvorrichtung eingespannt ist und die einer dieser Einspannvorrichtungen sich am vorderen Ende einer in ihrer Längsachse drehbaren, biege- und torsionssteifen Welle befindet, welche in zwei an dem Maschinengestell befestigten Lagern gelagert ist. Mit dem hinteren Ende der Welle ist ein sich in radialer Richtung erstreckender Hebelarm verbunden, an welchem eine erste als servohydraulischer Zylinder ausgebildete Kraftquelle mit einer Vertikalkraft angreift. Die andere der beiden Einspannvorrichtungen befindet sich im Zentrum eines biege- und torsionssteifen Querjochs, an dessen rückwärtigem Ende rechtwinklig zueinander zwei weitere Kraftquellen angreifen. Das Querjoch ist mittels seiner beiden Arme über ein Kardangelenk am Maschinengestell abgestützt. Durch dieses Kardangelenk erfolgt die Entkopplung zwischen der durch die erste Kraftquelle erzeugten Torsionsbelastung und der durch die beiden weiteren Kraftquellen mittels Horizontalkräften erzeugten Biegebelastung. Problematisch an dieser Werkstoff- und Bauteil-Prüfmaschine ist es insbesondere, daß ein sehr großer Regelaufwand erforderlich ist, um mit den beiden weiteren, rechtwinklig zueinander wirkenden Kraftquellen, die servohydraulische Zylinder sind, ein umlaufendes Biegemoment zu erzeugen, insbesondere dann, wenn dieses einen sich zeitlich verändernden Verlauf haben soll. Außerdem wird bei großen und komplizierten Prüflingen für das zur Entkopplung zwischen Torsions- und Biegekräften erforderliche Kardangelenk ein erheblicher baulicher Aufwand notwendig.Furthermore, DE 32 44 464 C2 is a material and Component testing machine known, with both a time variable bending load as well as a time-varying Torsion load on a preferably rod-shaped, non-rotating test object can. This material and component testing machine is designed that the examinee with each of his two Is clamped in a jig and the ends one of these jigs is at the front end one that is rotatable in its longitudinal axis, resistant to bending and torsion Shaft is located in two on the machine frame fortified bearings is stored. With the rear The end of the shaft is a radial one Lever arm connected to which a first as servo-hydraulic cylinder trained power source a vertical force. The other of the two jigs is in the center of a flexible and torsionally rigid transverse yoke at its rear end attack two other power sources at right angles to each other. The transverse yoke is over by means of its two arms a universal joint supported on the machine frame. By this universal joint takes place the decoupling between the torsional load generated by the first power source and by means of the two other sources of power Horizontal forces created bending stress. Problematic it is on this material and component testing machine in particular, that a very large control effort is required is to be right-angled with the other two mutually acting power sources, the servo-hydraulic Cylinders are to generate a circumferential bending moment especially if this changes over time Should have course. In addition, large and complicated specimens for decoupling between Torsional and bending forces required universal joint considerable construction effort required.

Schließlich ist aus der Dissertation "Die Tragfähigkeit von Wellen und Wellen-Naben-Verbindungen bei gleichzeitiger Beanspruchung durch statische Torsion und umlaufende Biegung" von Karlheinz Geuckler, Berlin 1967 eine Umlaufbiegeprüfmaschine bekannt, mit der sich gleichzeitig eine Umlaufbiege- und schwingende Torsionsbelastung in einem nichtumlaufenden horizontal angeordneten Prüfling erzeugen läßt. In dieser Umlaufbiegeprüfmaschine ist der Prüfling zwischen zwei hohle konzentrische Kupplungsköpfe gespannt, die als Schwingergehäuse für je einen sich darin drehenden Biegeschwinger dienen. Die horizontal verlaufende Welle jedes Biegeschwingers ist zur Kraftübertragung auf den jeweiligen Kupplkungskopf in diesem gelagert und verläuft dann durch ein jeweiliges Lagergehäuse, in dem ihr dem Prüfling abgewandtes Ende gelagert ist, zu einer jeweiligen Zahnriementransmission, über welche die beiden Biegeschwingerwellen mit einer gemeinsamen, motorgetriebenen Antriebswelle verbunden sind, so daß die Unwuchten der Biegeschwinger gleichsinnig und gleichphasig umlaufen. Zwischen jedem der Schwingergehäuse und dem diesem zugeordneten Lagergehäuse ist eine biegeweiche torsionssteife Verbindung vorgesehen, und zur Anwendung einer Torsionsschwingung auf den Prüfling ist ein Torsionsschwingungsantrieb mit dem einen Lagergehäuse verbunden, während das andere Lagergehäuse ortsfest vorgesehen ist. Mittels Federn kann sowohl eine statische Biegevorspannung als auch eine statische Torsionsvorspannung auf den Prüfling erzeugt werden. Problematisch an dieser Umlaufbiegeprüfmaschine ist es insbesondere, daß die Torsionskraft nicht nur über den Prüfling, sondern auch über den gesamten "Belastungsstrang" für die Umlaufbiegung geführt wird, so daß eine aufwendige Konstruktion und Lagerung erforderlich ist, die bei großen Prüflingen, insbesondere großen Bauteilen, nicht mehr wirtschaftlich realisiert werden kann.Finally, from the dissertation "The carrying capacity of shafts and shaft-hub connections with simultaneous Stress caused by static torsion and circumferential Bending "by Karlheinz Geuckler, Berlin 1967 a circulation bending testing machine known, with which a Circumferential bending and oscillating torsion loading in one Generate non-rotating horizontally arranged test specimen leaves. In this rotary bending testing machine, the DUT between two hollow concentric coupling heads excited to see that as a transducer housing for one each serve rotating bending vibrator. The horizontal one The shaft of each bending vibrator is for power transmission stored on the respective coupling head and then runs through a respective bearing housing in which its end facing away from the examinee is stored to one respective toothed belt transmission, via which the two Bending vibrator shafts with a common, motor-driven Drive shaft are connected so that the unbalance the bending vibrator revolve in the same direction and in phase. Between each of the transducer housings and the associated one Bearing housing is a flexible, torsionally rigid Connection provided, and to apply a torsional vibration the test object is a torsional vibration drive with the one bearing housing connected while the other bearing housing is provided fixed. Using springs can both a static bending preload as well as a static one Torsional preload can be generated on the test specimen. The problem with this rotary bending testing machine is it in particular that the torsional force not only over the DUT, but also over the entire "load strand" is performed for the circular bend, so that a elaborate construction and storage is required for large test objects, especially large components, can no longer be realized economically.

Eine Umlaufbiegeprüfmaschine der eingangs genannten gattungsgemäßen Art ist in der Dissertation "Untersuchungen des Einflusses einiger Kerbformen auf die Tragfähigkeit von Wellen bei umlaufender Biegung und überlagerter statischer Torsion" von Bernhard Paysan, Berlin 1970 beschrieben. In dieser Umlaufbiegeprüfmaschine ist der Prüfling an seinen beiden axialen Enden über je eine Flanschverbindung an dem einen Ende je einer horizontal angeordneten Prüfstandsachse befestigt, deren jeweils anderes Ende mit je einem Biegeschwinger verbunden ist, welcher eine umlaufende Biegebelastung erzeugt. Jeder der Flansche dieser Flanschverbindung, an dem die Prüfstandsachsen angebracht sind, ist seinerseits über einen torsionssteifen und biegeweichen Ring mit je einem Lagerbock verbunden, wobei der eine Ring an dem ihm zugeordneten ortsfesten Lagerbock direkt befestigt ist, während der andere Ring über ein zur Prüfstandsachse konzentrisches Gleitlager mit seinem losen Lagerbock verbunden ist.A circulation bending testing machine of the type mentioned generic type is in the dissertation "Investigations the influence of some notch shapes on the Load capacity of shafts with circumferential bending and superimposed static torsion "by Bernhard Paysan, Berlin 1970. In this rotary bending testing machine is the examinee on his two axial ends via a flange connection on each one end of a horizontally arranged test bench axis attached, the other end of each is connected to a bending vibrator, which creates an all-round bending load. Everyone who Flanges of this flange connection on which the test bench axes are attached, in turn, is about a torsionally stiff and flexible ring with each a bearing block connected, the one ring on the fixed bearing block assigned to it directly is attached, while the other ring over one to the Test bench axis concentric plain bearing with its loose bearing block is connected.

Diese beiden Ringe bilden je ein biegeweiches und torsionssteifes Auflager für die beiden Prüfstandsachsen, die Biegeschwinger (Unwuchtgewichte) und dienen in ihrer Auflagerfunktion dazu, die quer zu den Prüfstandsachsen wirkenden Reaktionskräfte aufzunehmen, die aus den Fliehkräften und aus den Zahnriemenantrieben der Biegeschwinger herrühren, da sie eine biegeweiche und torsionssteife Aufhängung für die gesamte Anordnung aus den beiden Prüfstandsachsen, den Biegeschwingern etc. bilden und diese axial haltern (Auflagerfunktion). An dem mit dem losen Lagerbock verbundenen Gleitlager ist ringseitig ein Torsionskrafteinleitungshebel angebracht, der durch den losen Bock in radialer Richtung fixiert ist. Die Erzeugung der Torsionskraft erfolgt mittels einer Feder, die an dem Torsionskrafteinleitungshebel angreift.These two rings each form a flexible and torsionally rigid support for the two test bench axes, the bending vibrators (unbalance weights) and serve in their support function to cross absorb the reaction forces acting on the test bench axes, from the centrifugal forces and from the toothed belt drives the bending vibrator originate as they a flexible and torsionally rigid suspension for the entire arrangement of the two test bench axes, the bending vibrators etc. and form them hold axially (support function). On the one with the Loose bearing connected slide bearing is on the ring side a torsional force introduction lever is attached, which is fixed in the radial direction by the loose trestle is. The torsional force is generated by means of a spring attached to the torsional force application lever attacks.

Mit dieser bekannten Umlaufbiegeprüfmaschine kann zwar eine umlaufende Biegebelastung und eine stationäre Torsionsbelastung in den Prüfling eingeleitet werden. Jedoch ermöglicht es diese Umlaufbiegeprüfmaschine praktisch nicht, relativ große und schwere Prüflinge in einem weiten Bereich von Umlaufbiegemomenten und Torsionsbelastungen zu prüfen.This known rotary bending testing machine can an all-round bending load and a stationary one Torsional load can be introduced into the test specimen. However, this rotary bending testing machine enables it practically not, relatively large and heavy Test specimens in a wide range of rotational bending moments and to check torsional loads.

Durch die horizontale Anordnung der Umlaufbiegeprüfmaschinenachse d ergeben sich erhebliche Schwierigkeiten dort, wo große Prüfkräfte erzeugt werden müssen und das Eigengewicht der Lasteinleitungskomponenten nicht mehr vernachlässigbar ist. Denn dieses vollständige Eigengewicht und die aus der Umlaufbiege- und Torsionsbelastung resultierenden Reaktionskräfte müssen, wie dargelegt, von dem biegeweichen und torsionssteifen Auflager aufgenommen werden, was bei relativ großen und schweren Prüflingen und großen Prüfkräften sehr aufwendig und unwirtschaftlich wird. Weiterhin ist das Umlaufbiegemoment bei dieser Umlaufbiegeprüfmaschine nur begrenzt veränderbar, da infolge der Auflagerfunktion des biegeweichen und torsionssteifen Rings, welcher die angewandte Torsionsbelastung überträgt, keine Entkopplung zwischen den Biegeumlaufkräften und den Torsionskräften vorhanden ist. Aufgrund dieser Verhältnisse wird ein durch die Unwucht erzeugtes linear ansteigendes Biegemoment durch das Auflager als konstantes Biegemoment auf den Prüfling übertragen. Aus Resonanzgründen wird diese Umlaufbiegemaschine mit einer festen Drehzahl laufen gelassen, so daß das Unwuchtgewicht zur Veränderung des Biegemoments verändert werden muß. In entsprechender Weise ist es, um die Torsionsbelastung zu verändern, notwendig, die hierfür vorgesehene Feder auszutauschen.Due to the horizontal arrangement of the rotating bending test machine axis d there are considerable difficulties wherever large test forces are generated and the weight of the load transfer components is no longer negligible. Because this full weight and that from the Circulating bending and torsional stress resulting Reaction forces must, as explained, deviate from the bending and torsionally rigid supports become what happens to relatively large and heavy specimens and large test staff very complex and uneconomical becomes. The circular bending moment is also only limited in this rotary bending testing machine changeable as a result the support function of the flexible and torsionally rigid Rings, which is the applied torsional load transmits, no decoupling between the Bending circumferential forces and the torsional forces are present. Because of these conditions, one becomes unbalanced generated linearly increasing bending moment by the Support as a constant bending moment on the test specimen transfer. This is due to resonance reasons Rotary bending machine run at a fixed speed left so that the unbalance weight to change the Bending moment must be changed. In corresponding Way is to change the torsional load necessary to replace the spring provided for this.

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine gattungsgemäße Umlaufbiegeprüfmaschine mit Torsionsbelastungseinrichtung derart auszubilden, daß damit relativ große und schwere Prüflinge günstig in einem weiten Bereich von Umlaufbiegemomenten und Torsionsbelastungen geprüft werden können.In contrast, the object of the invention is a generic bending test machine with Torsion loading device to form such that relatively large and heavy specimens cheap in a wide range of orbital bending moments and Torsional loads can be checked.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der eingangs genannten Umlaufbiegeprüfmaschine mit Torsionsbelastungseinrichtung, welche die dort angegebenen Merkmale (a) und (b) hat, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß This task is based on the above Circulation bending testing machine with Torsional loading device which the there Features (a) and (b) specified, according to the invention solved in that

(c) the torsional force introduction lever through the slide bearing arranged vertically in the axial direction Orbital bending moment transmission element fixed and is pivotally mounted, the at its upper Side clamped in the jig The specimen is fixed on its lower side is;
(d) servo-hydraulic pressure cylinders for generating a time-varying torsional moment symmetrical engage the torsional force introduction lever; and
(e) the torsional force introduction lever is a multi-lever is, the servo-hydraulic pressure cylinder Attack in pairs on each lever arm of the multiple lever.

Aufgrund dieses Aufbaus können auch große und schwere Prüflinge in günstiger Weise in einem weiten Umlaufbiegemoment- und Torsionsmomentbereich geprüft werden, ohne daß komplizierte Lagerkonstruktionen zur Aufnahme des Eigengewichts der Umlaufbiegeprüfmaschine und der aus der Umlaufbiege- und Torsionsbelastung resultierenden Reaktionskräfte erforderlich sind.Because of this structure, large and heavy can also Test specimens in a favorable manner in a wide rotating bending moment and torque range can be checked without that complicated bearing structures for taking up the own weight the circulation bending testing machine and that from the Circulation bending and torsional stress resulting reaction forces required are.

In der erfindungsgemäßen Umlaufbiegeprüfmaschine mit Torsionsbelastungseinrichtung können bei einem feststehenden Prüfling, wie z. B. bei einer feststehenden Probe oder einem feststehenden Bauteil, überlagerte Umlaufbiege- und wahlweise wechselnde oder statische Torsionsbelastung definiert eingebracht werden. Im Gegensatz zu vergleichbaren herkömmlichen Prüfmaschinen, bei denen der Prüfling rotiert oder "schwimmend" durch biegeweiche und torsionssteife Auflager gelagert ist, steht in der erfindungsgemäßen Umlaufbiegeprüfmaschine mit Torsionsbelastungseinrichtung der Prüfling fest, was sowohl bei der Einleitung der überlagerten Torsionsschwingbelastung als auch bei der Meßwertübertragung erhebliche Vorteile mit sich bringt und Beschränkungen hinsichtlich der Größe und Schwere der Prüflinge ausschaltet.In the rotary bending testing machine according to the invention with a torsion loading device can at a fixed DUT, such as B. with a fixed sample or fixed component, superimposed circulation bending and alternating or static torsion load defined be introduced. In contrast to comparable conventional testing machines in which the test object rotates or "floats" due to flexible and torsionally rigid Bearing is stored in the invention Circulation bending test machine with torsion loading device the examinee notes what both the initiation the superimposed torsional vibration load as well the transmission of measured values has considerable advantages brings and size and size restrictions Switches off the weight of the test objects.

Besondere Bedeutung kommt hier der Entkopplung von eingeleitetem Torsions- und Umlaufbiegemoment zu, was durch das torsionssteife und biegeweiche Torsionsbelastungs- Übertragungsglied in Verbindung mit der senkrechten Lagerung des Umlaufbiegemoment-Übertragungsglieds an dem an seiner unteren Seite feststehend gelagerten Prüfling erreicht wird. Hierbei kann wahlweise ein statisches oder zeitlich und/oder richtungsmäßig veränderliches dynamisches Torsionsmoment in den Prüfling eingeleitet werden.Of particular importance here is the decoupling of what has been introduced Torsional and recirculating bending moment to what by the torsionally stiff and flexible torsion load Transmission link in connection with vertical storage of the rotational bending moment transmission element on the reached the lower side of the specimen becomes. A static or Dynamic and changing in time and / or direction Torsional moment are introduced into the test specimen.

Weiterhin ergibt sich dadurch, daß die servohydraulischen Druckzylinder symmetrisch an dem Torsionskrafteinleitungshebel angreifen, ein kräftemäßig besonders günstiger Aufbau.It also follows that the servohydraulic Printing cylinder symmetrically on the torsion force introduction lever attack, a particularly cheap in strength Construction.

Eine bevorzugte Ausbildung der erfindungsgemäßen Umlaufbiegeprüfmaschine mit Torsionsbelastung zeichnet sich dadurch aus, daß der Torsionskrafteinleitungshebel ein Doppelhebel ist und die servohydraulischen Druckzylinder paarweise diagonal verschaltet sind.A preferred embodiment of the rotary bending testing machine according to the invention characterized by torsional stress from that the torsional force introduction lever is a double lever and the servo-hydraulic pressure cylinders are connected diagonally in pairs.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung wird eine kräftemäßig ausgezeichnete Ankopplung der Druckzylinder dadurch erreicht, daß die servohydraulischen Druckzylinder mittels Gelenken, vorzugsweise Kugelgelenken, mit dem Torsionskrafteinleitungshebel und/oder dem Maschinengestell oder -fundament verbunden sind.According to another development of the invention, a excellent coupling of the pressure cylinders thereby achieved that the servo-hydraulic pressure cylinder by means of joints, preferably ball joints, with the Torsional force introduction lever and / or the machine frame or foundation are connected.

Schließlich ist die erfindungsgemäße Umlaufbiegemaschine besonders bevorzugt so ausgebildet, daß der Torsionskrafteinleitungshebel durch das Gleitlager konzentrisch zu dem als Faltenbalg vorgesehenem Torsionsbelastungs- Übertragungsglied und zu dem als, vorzugsweise konischer, Wellenzapfen vorgesehenem Umlaufbiegemoment-Übertragungsglied gelagert ist. Hierbei ist vorzugsweise der konische Wellenzapfen über seine dickere Seite mit der Einspannvorrichtung für den Prüfling verbunden und in seinem verjüngten Bereich durch das Gleitlager des Torsionskrafteinleitungshebels mit Spiel hindurchgeführt.Finally, the rotary bending machine according to the invention particularly preferably designed so that the torsional force introduction lever concentric through the plain bearing to the torsion load provided as bellows Transmission member and to the as, preferably conical, Shaft journal provided transfer bending moment transmission element is stored. Here is preferably the conical Shaft journal on its thicker side with the clamping device connected for the examinee and in his tapered Area through the slide bearing of the torsion force introduction lever passed through with play.

Endlich kann die erfindungsgemäße Umlaufbiegeprüfmaschine mit Torsionsbelastungseinrichtung so ausgebildet sein, daß das Torsionsbelastungs-Übertragungsglied über ein daran befestigtes Verbindungsglied an dem das Umlaufbiegemoment- Übertragungsglied befestigt ist, mit der Einspannvorrichtung für den Prüfling verbunden ist.Finally, the rotary bending testing machine according to the invention can be designed with a torsion loading device that the torsional load transmission member has a attached link on which the circular bending moment Transmission link is attached with the jig is connected for the examinee.

Die Erfindung sei nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 5 der Zeichnung anhand einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Umlaufbiegeprüfmaschine mit Torsionsbelastungseinrichtung näher erläutert; es zeigtThe invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. 1 to 5 of the drawing using a particularly preferred embodiment of a rotary bending testing machine according to the invention with a torsion loading device; it shows

Fig. 1 eine im wesentlichen im Schnitt längs der Linie E-F der Fig. 3 gezeigte Seitenaufrißansicht einer Ausführungsform der Erfindung; FIG. 1 is a side elevational view of an embodiment of the invention shown substantially in section along line EF of FIG. 3;

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie A-B der Fig. 1; FIG. 2 shows a section along the line AB of FIG. 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie C-D der Fig. 1; Fig. 3 is a section along the line CD of Fig. 1;

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Ansicht, in der zusätzliche Einzelheiten gezeigt sind; und FIG. 4 is a view corresponding to FIG. 3, in which additional details are shown; and

Fig. 5 einen vergrößerten Ausschnitt der Ansicht der Fig. 4, wobei sich die beiden Kolben der servohydraulischen Druckzylinder in ihren entgegengesetzten Endstellungen befinden und der Winkel, den die Kolbenachsen dann miteinander einschließen, eingezeichnet ist. Fig. 5 shows an enlarged detail of the view of FIG. 4, wherein the two pistons of the servo-hydraulic pressure cylinder are in their opposite end positions and the angle which the piston axes then include with each other, is located.

Bei der nun folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform einer Umlaufbiegeprüfmaschine mit Torsionsbelastungseinrichtung sein zunächst auf die Fig. 1 Bezug genommen, wonach eine abgesehen von den durch ein einwirkendes umlaufendes Biegemoment und eine einwirkende Torsionsbelastung bewirkten Verformungen ortsfeste Einspannvorrichtung 1 für einen Prüfling 2 im unteren Teil der Umlaufbiegeprüfmaschine mit Torsionsbelastungseinrichtung vorgesehen ist, die mit einem abgesehen von den durch ein einwirkendes umlaufendes Biegemoment bewirkten Verformungen feststehenden Umlaufbiegemoment-Übertragungsglied 3 verbunden ist, an dessen oberem Ende eine Wälzlagereinrichtung 4 vorgesehen ist, mittels derer ein Unwuchtgewicht 5 drehbar gelagert ist. Dieses Unwuchtgewicht 5 ist über eine drehfest daran angebrachte Welle 6 mit einer Drehantriebseinrichtung 7 verbunden, so daß das Unwuchtgewicht 5 mit einer gewünschten Drehzahl um das obere Ende des Umlaufbiegemoment-Übertragungsglieds 3 zum Erzeugen eines umlaufenden Biegemoments auf den Prüfling 2 über das Umlaufbiegemoment-Übertragungsglied 3 rotiert werden kann.In the following description of a preferred embodiment of a rotary bending testing machine with a torsion loading device, reference is first made to FIG. 1, according to which, apart from the deformations caused by an acting rotating bending moment and an acting torsional load, a stationary clamping device 1 for a test specimen 2 in the lower part of the rotating bending testing machine is provided with a torsion loading device which is connected to a rotating bending moment transmission element 3 which is fixed apart from the deformations caused by an acting circumferential bending moment, at the upper end of which a rolling bearing device 4 is provided, by means of which an unbalanced weight 5 is rotatably mounted. This unbalance weight 5 is connected to a rotary drive device 7 via a shaft 6 attached to it in a rotationally fixed manner, so that the unbalance weight 5 at a desired speed around the upper end of the rotating bending moment transmission element 3 for generating a rotating bending moment on the test specimen 2 via the rotating bending moment transmission element 3 can be rotated.

Weiterhin ist zum Erzeugen einer Torsionsbelastung auf den Prüfling 2 ein torsionssteifes, jedoch biegeweiches Torsionsbelastungs- Übertragungsglied 8 über sein unteres Ende und einige Zwischenglieder, auf die weiter unten noch näher eingegangen wird, mit dem Prüfling 2 verbunden, während das obere Ende des Torsionsbelastungs-Übertragungsglieds 8 mit einer Torsionsbelastungseinrichtung 9 verbunden ist, so daß gleichzeitig mit dem umlaufenden Biegemoment eine konstante oder wechselnde Torsionsbelastung auf den Prüfling 2 ausgeübt werden kann, wobei das umlaufende Biegemoment und die Torsionsbelastung gegenseitig praktisch vollständig entkoppelt sind.Furthermore, for generating a torsional load to the specimen 2, a torsion-resistant, but flexurally soft Torsionsbelastungs- transmission element 8, connected via its lower end, and some of the intermediate members will be discussed in more detail below with the test specimen 2, while the upper end of the Torsionsbelastungs-transmitting member 8 is connected to a torsional loading device 9 , so that a constant or alternating torsional load can be exerted on the test specimen 2 at the same time as the rotating bending moment, the rotating bending moment and the torsional load being virtually completely decoupled from one another.

Das Umlaufbiegemoment-Übertragungsglied 3 ist vorliegend als Wellenzapfen ausgebildet und konzentrisch von dem hier als Kompensator oder Faltenbalg ausgebildeten Torsionsbelastungs- Übertragungsglied 8 umgeben, das seinerseits, um eine gegenseitige Beeinflussung des Umlaufbiege- und Torsionsmoments auszuschließen, in einer entsprechenden Lagerung an seinem oberen Ende gelagert ist, durch welche die Umlaufbiegemoment-Übertragungsvorrichtung 3 mit Spiel hindurchgeführt ist. Diese Lagerung umfaßt Lagerschalen 11 und lagert das obere Ende des Torsionsbelastungs-Übertragungsglieds 8 über einen insgesamt mit 12 bezeichneten Torsionskrafteinleitungshebel, der im wesentlichen aus einer mittels der Lagerung drehbar gelagerten Nabe 13 und Hebelarmen 14, die vorzugsweise einstückig mit der Nabe 13 sind, besteht.The rotating bending moment transmission element 3 is in the present case designed as a shaft journal and is concentrically surrounded by the torsion loading transmission element 8 , which here is designed as a compensator or bellows, which in turn is mounted in a corresponding bearing at its upper end in order to rule out mutual influencing of the rotating bending and torsional moment through which the rotating bending moment transmission device 3 is passed with play. This mounting comprises bearing shells 11 and supports the upper end of the torsion load transmission member 8 via a torsion force introduction lever, designated overall by 12 , which essentially consists of a hub 13 and lever arms 14 rotatably mounted by means of the mounting, which are preferably integral with the hub 13 .

Die Lagerung ist ein Gleitlager 10, das den Torsionskrafteinleitungshebel 12 in, bezogen auf die Achse 15 des Umlaufbiegemoment-Übertragungsglieds 3 und der Welle 6, radialer und axialer Richtung fixiert.The bearing is a slide bearing 10 , which fixes the torsional force introduction lever 12 in, with respect to the axis 15 of the rotational bending moment transmission element 3 and the shaft 6 , in the radial and axial direction.

An den Hebelarmen 14 des Torsionskrafteinleitungshebels 12 greifen, wie die Fig. 3, 4 und 5 zeigen, servohydraulische Druckzylinder 16 an, welche das gewünschte wechselnde oder statische Torsionsmoment erzeugen, das dem Umlaufbiegemoment überlagert wird und welche vorliegend an einem Aufspannwinkel 17 des Maschinengestells oder -fundaments 18 angebracht sind, wobei natürlich auch anstelle eines Aufspannwinkels 17 ein anderes geeignetes Befestigungsteils am Maschinengestellt 18 vorgesehen sein kann.Engage the lever arms 14 of the Torsionskrafteinleitungshebels 12, as shown in Figures 3, 4 and 5 show, servo hydraulic pressure cylinder 16 on which produce the desired changing or static torsional moment which is superimposed on the rotating bending moment and which in the present case at an angle plate 17 of the machine frame or. - Foundations 18 are attached, and of course, instead of a clamping angle 17 , another suitable fastening part can be provided on the machine frame 18 .

Das erforderliche statische oder wechselnde Torsionsmoment kann z. B., wie das bei der vorliegenden Ausführungsform der Fall ist, von vier servohydraulischen, als Längszylinder ausgebildeten Druckzylindern 16 erzeugt werden, die auf die beiden diametral entgegengesetzt an der Nabe 13 vorgesehenen Hebelarme 14, welche einen Doppelhebel bilden, in beiden Drehrichtungen der Nabe 13 wirken.The required static or changing torsional moment can, for. B., as is the case with the present embodiment, generated by four servo-hydraulic pressure cylinders 16 designed as longitudinal cylinders, which act on the two diametrically opposite lever arms 14 provided on the hub 13 , which form a double lever, in both directions of rotation of the hub 13 Act.

Das eingeleitete Umlaufbiegemoment, das über die Drehzahl des als Drehantriebseinrichtung 7 vorgesehenen Elektromotors und/oder über die Größe des rotierenden Unwuchtgewichts 5 variiert wird, wird von einem kalibrierten Meßglied 19 ebenso wie das eingeleitete Torsionsmoment kontinuierlich erfaßt und zur Regelung der die lasterzeugenden Komponenten, nämlich der Drehantriebseinrichtung 7 und der servohydraulischen Druckzylinder 16, und/oder zur Versuchsüberwachung herangezogen. Das kalibrierte Meßglied 19 ist zwischen dem Umlaufbiegemoment-Übertragungsglied 3 und der Einspannvorrichtung 1 angebracht, wobei das obere Ende des Meßglieds 19, das fest mit dem Umlaufbiegemoment-Übertragungsglied 3 verbunden ist, gleichzeitig auch, beispielsweise über einen Flansch 20, fest mit dem unteren Ende des Torsionsbelastungs-Übertragungsglieds 8 verbunden ist.The initiated rotational bending moment, which is varied via the speed of the electric motor provided as a rotary drive device 7 and / or via the size of the rotating unbalance weight 5 , is continuously recorded by a calibrated measuring element 19 as well as the introduced torsional moment and for regulating the load-generating components, namely the Rotary drive device 7 and the servo-hydraulic pressure cylinder 16 , and / or used for test monitoring. The calibrated measuring element 19 is mounted between the rotating bending moment transmission element 3 and the clamping device 1 , the upper end of the measuring element 19 , which is fixedly connected to the rotating bending moment transmission element 3 , at the same time, for example via a flange 20 , also fixedly to the lower end of the torsion load transmission member 8 is connected.

Die als Antriebsmotor ausgebildete Drehantriebseinrichtung 7 ist ein für den gesamten Drehzahlbereich regelbarer Drehstrommotor, wie er beispielsweise auch im Werkzeugmaschinenbau eingesetzt wird. Er vereinigt in sich die dynamischen Regeleigenschaften eines Gleichstrommotors sowie die Robustheit und die Anwenderfreundlichkeit eines normalen Drehstrommotors. Er besitzt in der vorliegenden Ausführungsform eine Vierquadrantenregelung mit einem Mikroprozessor, der beispielsweise ein 16-Bit-Mikroprozessor sein kann.The rotary drive device 7 designed as a drive motor is a three-phase motor that can be regulated for the entire speed range, as is also used, for example, in machine tool construction. It combines the dynamic control properties of a DC motor as well as the robustness and user-friendliness of a normal three-phase motor. In the present embodiment, it has a four-quadrant control with a microprocessor, which can be, for example, a 16-bit microprocessor.

Diese Kombination ermöglicht ein hochdynamisches Regelverhalten mit optimaler Drehzahlstabilität auch bei schnellen Lastwechseln von <0,2%, bezogen auf die maximale Drehzahl. Dieses hochdynamische Regelverhalten ist besonders vorteilhaft, da sich das aufzubringende Umlaufbiegemoment mit dem Quadrat der Antriebsgeschwindigkeit des Unwuchtgewichts 5 ändert.This combination enables highly dynamic control behavior with optimal speed stability even with rapid load changes of <0.2%, based on the maximum speed. This highly dynamic control behavior is particularly advantageous since the rotational bending moment to be applied changes with the square of the drive speed of the unbalance weight 5 .

Als Welle 6 für den Drehantrieb des Unwuchtgewichts 5 wird bevorzugt eine Gleichlaufgelenkwelle mit beiderseitigem Flanschanschluß 21 und 22 verwendet. Diese Wellenbauart hat in jedem Augenblick, sowohl auf der Antriebsseite als auch auf der Abtriebsseite, die gleiche Winkelgeschwindigkeit. Dadurch werden Vibrationen vermieden. Sie paßt sich außerdem den auftretenden radialen Auslenkungen sowie Winkelversetzen und Längenänderungen leicht an und ist dabei sehr reibungsarm.As a shaft 6 for the rotary drive of the unbalance weight 5 , a constant velocity universal joint shaft with flange connections 21 and 22 on both sides is preferably used. This type of shaft has the same angular velocity at every moment, both on the drive side and on the output side. This prevents vibrations. It also easily adapts to the occurring radial deflections as well as angular misalignments and changes in length and is very low-friction.

Das rotierende Unwuchtgewicht 5 ist, wie bereits erwähnt, in einer Wälzlagereinrichtung 4 gelagert, und zwar ist es durch die Wälzlager dieser Wälzlagereinrichtung 4 so gelagert, daß sich die Fliehkraft zu jeder Zeit senkrecht zu der Achse 15 des Prüflings 2 einstellt. Die Größe der Wälzlager richtet sich nach dem erforderlichen maximalen Umlaufbiegemoment. The rotating unbalance weight 5 is, as already mentioned, stored in a roller bearing device 4 , namely that it is supported by the roller bearings of this roller bearing device 4 in such a way that the centrifugal force is adjusted perpendicular to the axis 15 of the test specimen 2 at all times. The size of the rolling bearings depends on the required maximum bending moment.

Die Masse der rotierenden Unwucht, die im wesentlichen durch das Unwuchtgewicht 5 gebildet wird, und die Drehzahl derselben bestimmen bei sonst festgelegter Geometrie die Größe des Umlaufbiegemoments. Diese Masse sollte so gewählt sein, daß das maximal erforderliche Umlaufbiegemoment bei etwa zwei Drittel der Motordrehzahl der Drehantriebseinrichtung 7 erreicht wird.The mass of the rotating unbalance, which is essentially formed by the unbalance weight 5 , and the rotational speed of the same determine the magnitude of the rotating bending moment, with the geometry otherwise being specified. This mass should be chosen so that the maximum required bending moment at about two thirds of the engine speed of the rotary drive device 7 is reached.

Die Lasteinleitung in den Prüfling 2 besteht im oberen Teil aus dem Umlaufbiegemoment-Übertragungsglied 3, das vorliegend als konischer Wellenzapfen ausgebildet ist. Das sich nach unten anschließende Meßglied 19 kann mit dem konischen Wellenzapfen in einem Stück gefertigt und an denselben angeflanscht sein. Auf dem Meßglied 19 sind Dehnungsmeßstreifen 23 zur Erfassung des einwirkenden Umlaufbiege- und Torsionsmoments appliziert. An den am oberen Ende des Meßglieds 19 bzw. am unteren Ende des Umlaufbiegemoment- Übertragungsglieds 3 angebrachten Flanschen 20, 24 und 25 ist das untere Ende des als Kompensator oder Faltenbalg ausgebildeten Torsionsbelastungs-Übertragungsglieds 8 und die weiter unten noch näher angegebene Fangvorrichtung befestigt. Am unteren Ende des Meßglieds 19 ist ebenfalls ein Flansch 26 vorgesehen, an den vorliegend der Prüfling 2 über ein Flansch 28 angeflanscht ist. Im allgemeinen Fall hängt die Art der verwendeten Einspannvorrichtung 1 von dem Typ des zu untersuchenden Prüflings 2 ab, der, wie bereits erwähnt, beispielsweise eine Probe oder ein Bauteil sein kann.The load introduction into the test specimen 2 consists in the upper part of the rotating bending moment transmission element 3 , which in the present case is designed as a conical shaft journal. The measuring member 19 adjoining at the bottom can be made in one piece with the conical shaft journal and flanged to the same. Strain gauges 23 are applied to the measuring member 19 to detect the rotating bending and torsional moment acting. On the flanges 20 , 24 and 25 attached to the upper end of the measuring element 19 or at the lower end of the rotating bending moment transmission element 3 , the lower end of the torsion load transmission element 8 designed as a compensator or bellows and the safety device specified in more detail below are fastened. At the lower end of the measuring member 19 there is also a flange 26 , to which the test specimen 2 is flanged via a flange 28 . In the general case, the type of clamping device 1 used depends on the type of test specimen 2 to be examined, which, as already mentioned, can be, for example, a sample or a component.

Wie die Fig. 3 und 4 zeigen, wird das Torsionsmoment im vorliegenden Fall von den vier paarweise diagonal verschalteten servohydraulischen Druckzylindern 16 aufgebracht, die symmetrisch an den beiden Hebelarmen 14 angreifen. As shown in FIGS. 3 and 4 show, the torsional moment is applied in the present case by the four pairs of diagonally interconnected servo hydraulic pressure cylinders 16 which act symmetrically on the two lever arms 14.

Zur Vermeidung von Zwangskräften sind die servohydraulischen Druckzylinder 16 über Gelenke 29 an die Hebelarme 14 des Torsionskrafteinleitungshebels 12 und über Gelenke 30 an das Maschinengestell 18, beispielsweise, aber nicht notwendigerweise, über Aufspannwinkel 17, angeschlossen. Die Gelenke 29 und 30 sind Kugelgelenke.To avoid constraining forces, the servohydraulic pressure cylinders 16 are connected via joints 29 to the lever arms 14 of the torsion force introduction lever 12 and via joints 30 to the machine frame 18 , for example, but not necessarily, via clamping angles 17 . The joints 29 and 30 are ball joints.

Wie bereits erwähnt, ist der Torsionskrafteinleitungshebel 12 durch ein Gleitlager 10 in radialer und axialer Richtung fixiert. Durch diese Lagerung und das angeschlossene winkelbewegliche torsionssteife Torsionsbelastungs-Übertragungsglied 8 wird die Schwingbewegung des Umlaufbiegemoment-Übertragungsglieds 3 (Lasteinleitung-Umlaufbiegemoment) aufgenommen, so daß sie keinen störenden Einfluß auf die am Torsionskrafteinleitungshebel 12 angreifenden servohydraulischen Druckzylinder 16 ausübt (Entkopplung). Umgekehrt behindert das über das Torsionsbelastungs-Übertragungsglied 8 eingeleitete Torsionsmoment auch nicht die Schwingbewegung des Umlaufbiegemoment-Übertragungsglieds 3, die für die Erzeugung des Umlaufbiegemoments erforderlich ist.As already mentioned, the torsional force introduction lever 12 is fixed in the radial and axial direction by a slide bearing 10 . Through this mounting and the connected angularly movable torsionally rigid torsion load transmission element 8 , the oscillating movement of the rotating bending moment transmission element 3 (load introduction rotating bending moment) is absorbed, so that it does not have a disruptive influence on the servohydraulic pressure cylinders 16 acting on the torsional force introduction lever 12 (decoupling). Conversely, the torsional moment introduced via the torsional load transmission element 8 does not hinder the oscillating movement of the rotating bending moment transmission element 3 , which is required for the generation of the rotating bending moment.

Die bereits oben kurz erwähnte Fixier- und Fangvorrichtung besteht aus einem mit dem Umlaufbiegemoment-Übertragungsglied 3 (Lasteinleitung- Umlaufbiegung) verschraubten geteilten Flansch 25 und zwei am Maschinengestell 18 geführten Gegenstücken 31, die wie Klauen eingreifen. Im Falle eines Bruchs des Prüflings 2 schließen sie sich automatisch und stellen eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Flansch 25 und dem Maschinengestell 18 her. Sie fixieren außerdem das Umlaufbiegemoment-Übertragungsglied 3 für den Prüflingsein- und -ausbau. Die Fixier- und Fangvorrichtung erfüllt damit sowohl eine für den laufenden Betrieb wichtige Funktion als auch eine Sicherheitsfunktion.The fixing and catching device already briefly mentioned above consists of a split flange 25 screwed to the rotational bending moment transmission member 3 (load initiation circular rotation) and two counterparts 31 guided on the machine frame 18 , which engage like claws. In the event of a break in the test specimen 2 , they close automatically and establish a positive connection between the flange 25 and the machine frame 18 . They also fix the rotating bending moment transmission element 3 for the test specimen installation and removal. The fixing and catching device thus fulfills both an important function for ongoing operation and a safety function.

Hinsichtlich weiterer Sicherheitseinrichtungen ist folgendes zu sagen: With regard to other safety devices, the following is accept:

Alle oben beschriebenen mechanischen Komponenten und Bauteile sind dauerfest ausgelegt. Geltende Sicherheitsrichtlinien werden berücksichtigt.All mechanical components and parts described above are designed to be durable. Applicable security guidelines will be considered.

Als zusätzliche mechanische Sicherheitseinrichtung wird um das rotierende Unwuchtgewicht 5 ein Berstschutz (nicht dargestellt) angebracht. Die am Torsionskrafteinleitungshebel 12 angreifenden Druckzylinder 16 sind mit Endanschlägen (nicht dargestellt) versehen.A burst protection (not shown) is attached around the rotating unbalance weight 5 as an additional mechanical safety device. The pressure cylinders 16 acting on the torsion force introduction lever 12 are provided with end stops (not shown).

Als elektrische Sicherheitseinrichtungen sind am oberen Ende des Umlaufbiegemoment-Übertragungsglieds 3 zwei um 180° versetzte berührungslose (induktiv wirkende) Endschalter angebracht (nicht gezeigt), die so eingestellt werden, daß bei einer Wegüberschreitung durch Bruch des Prüflings 2 oder ähnlichem alle Antriebsaggregate sofort abgeschaltet werden.As electrical safety devices, two non-contact (inductive) limit switches offset by 180 ° are attached (not shown) at the upper end of the rotating bending moment transmission element 3 , which are set so that when the test object 2 or the like breaks, all drive units are switched off immediately .

Die Druckzylinder 16 sind über die erwähnten mechanischen Endanschläge hinaus mit, ebenfalls nicht dargestellten, elektrischen Weg- und Kraftendschaltern versehen.In addition to the mechanical end stops mentioned, the pressure cylinders 16 are also provided with electrical limit switches and force limit switches, also not shown.

Es seien folgende Fehlerbetrachtungen zur Kalibrierung und zu den Reibungseffekten angegeben:The following are error considerations for calibration and given the friction effects:

Bei der Kalibrierung der als Meßglied 19 vorliegend vorgesehenen Meßnabe ist zu berücksichtigen, daß das Umlaufbiegemoment nicht konstant ist, sondern von Null - am oberen Ende des Umlaufbiegemoment-Übertragungsglieds 3 - auf seinen Maximalwert (Fliehkraft x wirksamer Hebelarm) am unteren Ende (Spannplatte) des eingespannten Prüflings 2 ansteigt. D. h., das Umlaufbiegemoment ist auch über die Länge des Prüflings 2 nicht konstant. Die Kalibrierung ist deshalb auf den zu untersuchenden Querschnitt des Prüflings 2 abzustimmen. When calibrating the measuring hub provided as measuring element 19 , it must be taken into account that the circumferential bending moment is not constant, but from zero - at the upper end of the circulating bending moment transmission element 3 - to its maximum value (centrifugal force x effective lever arm) at the lower end (clamping plate) of the clamped specimen 2 rises. That is, the rotating bending moment is not constant even over the length of the test specimen 2 . The calibration must therefore be matched to the cross-section of the test specimen 2 to be examined.

Die Lager der Lasteinleitungskomponenten befinden sich in Kraftflußrichtung vor dem Meßglied 19, so daß die für die Steuerung und Regelung verwendeten Meßsignale für Umlaufbiegung und Torsion nicht durch Reibungseffekte in den Lagern verfälscht werden.The bearings of the load introduction components are located in the direction of the power flow in front of the measuring element 19 , so that the measurement signals used for the control and regulation are not falsified by friction effects in the bearings.

Wie sich aus der Bezeichnung des Prüfstandes bereits ergibt, sind zwei Meßgrößen - die Torsion und die umlaufende Biegung - zu erfassen. Beide werden von Dehnungsmeßstreifen- Vollbrücken auf dem Meßglied 19 zwischen Torsionskrafteinleitung und Prüflingseinspannung kontinuierlich erfaßt und, wie oben bereits ausgeführt, zur Steuerung und Regelung der Umlaufbiegeprüfmaschine bzw. zur Versuchsüberwachung verwendet.As can already be seen from the designation of the test bench, two measurands - the torsion and the circumferential bend - must be recorded. Both are continuously measured by strain gauge full bridges on the measuring member 19 between the introduction of torsional force and the specimen clamping and, as already stated above, used to control and regulate the rotary bending testing machine or for test monitoring.

Weitere Meßgrößen ergeben sich aus dem jeweiligen Versuchsaufbau.Further measured variables result from the respective test setup.

Hinsichtlich der Sollwertvorgabe ist zu sagen, daß die Regeleinrichtungen für die beiden Einflußgrößen - Torsion und Biegung - grundsätzlich einen Spannungseingang von ±10 V als Sollwerteingang haben. Für die Motorregelung genügt eine Gleichspannungsquelle mit veränderbarer Rampensteilheit sowie einer Impulsrückführung.With regard to the setpoint specification, it must be said that the Control devices for the two influencing variables - torsion and bending - basically a voltage input of ± 10 V as a setpoint input. Enough for the engine control a DC voltage source with variable ramp steepness and a pulse feedback.

Für die dynamische Torsion kann wahlweise bei Einstufenversuchen ein Funktionsgenerator, bei Mehrstufenversuchen mit stochastischen Anteilen ein Programmautomat mit Impulsrückführung oder bei ausschließlich stochastischem Programm ein Prozeßrechner mit entsprechender Rückführung verwendet werden.For dynamic torsion, one-step tests can be used a function generator, with multi-stage experiments with stochastic components a program automat with pulse feedback or with an exclusively stochastic program Process computers with appropriate feedback can be used.

Claims

1. rotary bending testing machine with torsion loading device ( 9 ) for introducing a rotating bending moment and a torsional load into a test specimen ( 2 ), wherein

a) a clamping device ( 1 ) for the test specimen ( 2 ) is firmly connected to a rotating bending moment transmission element ( 3 ) on which an unbalanced weight ( 5 ) rotatable by means of a rotary drive device ( 7 ) is rotatably mounted, and
b) a torsionally stiff but flexible torsion load transmission member ( 8 ) is connected on the one hand to the torsion load device ( 9 ), which has a torsion force introduction lever ( 12 ), which is fixed in the radial direction by a slide bearing ( 10 ), and on the other hand to the clamping device ( 1 ) for the device under test ( 2 ).

characterized in that

c) the torsional force introduction lever ( 12 ) is fixed and pivoted by the slide bearing ( 10 ) in the axial direction of the vertically arranged rotating bending moment transmission element ( 3 ), the specimen ( 2 ) clamped on its upper side in the clamping device ( 1 ) lower side is fixed;
d) engage servo-hydraulic pressure cylinders ( 16 ) symmetrically on the torsional force introduction lever ( 12 ) in order to generate a time-varying torsional moment; and
e) the torsional force introduction lever ( 12 ) is a multiple lever, the servo-hydraulic pressure cylinders ( 16 ) acting in pairs on each lever arm ( 14 ) of the multiple lever.

2. Rotational bending testing machine with torsion loading device according to claim 1, characterized in that the torsional force introduction lever ( 12 ) is a double lever and the servo-hydraulic pressure cylinder ( 16 ) are connected in pairs diagonally.

3. rotary bending testing machine with torsion loading device according to claim 1 or 2, characterized in that the servohydraulic pressure cylinder ( 16 ) by means of joints ( 29, 30 ) with the torsional force introduction lever ( 12 ) and / or the machine frame or foundation ( 18 ) are connected.

4. revolving bending testing machine with torsion loading device according to claim 3, characterized in that the joints ( 29, 30 ) are ball joints.

5. rotary bending testing machine with torsion loading device according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the torsional force introduction lever ( 12 ) by the slide bearing ( 10 ) concentrically to the torsion load transmission member ( 8 ) provided as bellows and to the, preferably conical, Shaft journal provided circulation bending moment transmission member ( 3 ) is mounted.

6. revolving bending testing machine with torsion loading device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the torsion loading transmission member ( 8 ) via an attached connecting member ( 19, 24, 26, 28 ) to which the rotating bending moment transmission member ( 3 ) is attached , is connected to the clamping device ( 1 ) for the test object ( 2 ).