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WO2012143528A1 - High-speed compression test device for carrying out compression tests - Google Patents

High-speed compression test device for carrying out compression tests Download PDF

Info

Publication number
WO2012143528A1
WO2012143528A1 PCT/EP2012/057311 EP2012057311W WO2012143528A1 WO 2012143528 A1 WO2012143528 A1 WO 2012143528A1 EP 2012057311 W EP2012057311 W EP 2012057311W WO 2012143528 A1 WO2012143528 A1 WO 2012143528A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
compression
upsetting
shear plate
punch
cutting punch
Prior art date
Application number
PCT/EP2012/057311
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Andreas HAMANN
Peter LÖWE
Original Assignee
Bam Bundesanstalt Für Materialforschung Und -Prfüfung
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bam Bundesanstalt Für Materialforschung Und -Prfüfung filed Critical Bam Bundesanstalt Für Materialforschung Und -Prfüfung
Publication of WO2012143528A1 publication Critical patent/WO2012143528A1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/30Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying a single impulsive force, e.g. by falling weight

Definitions

  • the invention relates to a high-speed pressure testing device for a high-speed testing machine for performing upsetting tests for material testing with two compression punches acting on a compression sample according to the preamble of claim 1 and a method for performing compression tests.
  • a high-speed pressure testing device for a high-speed testing machine for performing upsetting tests for material testing with two compression punches acting on a compression sample according to the preamble of claim 1 and a method for performing compression tests.
  • high-speed compression tests serve the purpose of investigating the behavior of a material at high deformation rates, which occur, for example, in vehicle crashes, in impact processes or in high-speed forming processes.
  • DE 692 16 592 T2 From DE 692 16 592 T2 a high-speed pressure testing device for performing compression tests on material samples is known, which has two upsetting punches acting on a compression sample. A power transmission and stop unit is provided in order to prevent movement of a first upsetting punch in the form of an anvil after successful End compression of a specimen when the specimen has been compressed by a predetermined amount.
  • DE 692 16 592 T2 does not provide any possibilities for limiting an upsetting force and protecting the testing machine against impermissibly high forces.
  • the present invention has for its object to provide a compression stamper comprehensive testing device for a conventional, not necessarily designed specifically for compression tests high-speed train-pressure testing machine and a method for performing compression tests with simple means and cost so that the compression force variably limited can be performed so that stopped, that is limited to a defined compression force or a desired degree of deformation compression tests can be performed and overload protection of the high-speed train pressure testing machine and the tester is guaranteed.
  • one of the two upsetting punches (an upsetting die arranged stationarily or movably on the testing device) comprises a cutting punch which is supported on a shear plate individually used for a compression test, wherein the shear plate is designed such that it is formed during the An upsetting test is abruptly interrupted by the action of the cutting punch when a certain force exerted on the compression test sample is exceeded. After severing the shear plate of the power flow is interrupted in the tester, and the cutting punch can - possibly freely slidably mounted on guide means - leak.
  • the shear plate is annular and supported on a die, which is arranged, for example, the end face on a cutting punch in the movement receiving discharge cylinder of the associated compression punch.
  • the die advantageously corresponds to a cutting ring provided on the cutting punch.
  • the shear plate may e.g. be fixed by means of a releasably attached to the discharge cylinder blank holder on the associated (second) upsetting punch by the shear plate is pressed by the hold-down against the die, so that the shear plate is clamped between the hold-down and the die.
  • the die is arranged behind the shear plate along an impact direction in which the first punch approximates the second punch in a compression test, so that the shear plate is pressed against the die by the force effect occurring during a collision test.
  • the pressing of the shear plate to the die of the discharge cylinder can e.g. take place via a formed on the hold-down, continuous hold-down collar.
  • a guide means for the advantageously designed as a downwardly open hollow body cutting punch serve e.g. the hollow cylindrical holding-down device and / or a collection mandrel arranged in the outlet cylinder.
  • a corresponding with an outer surface of the cutting punch first sliding bush and an inner surface of the hollow-shaped cutting punch are provided with an Au z Chemistry of the collecting mandrel corresponding second sliding bush for exact guidance of the cutting punch on the hold-down.
  • the cutting punch in the ready state (ie before performing a compression test) facing the end of the collecting mandrel is conical to ensure reliable sliding of the cutting punch on the collecting mandrel after shearing the shear plate in a compression test.
  • the collecting mandrel be a support collar for the sheared off from the cutting part of the shear plate, so that it is intercepted and supported after shearing the collecting mandrel.
  • the collecting mandrel forms a stop, for example, arranged on the face side for the cutting punch, wherein the cutting punch has a damping element at the end-side abutment point with the collecting mandrel.
  • the collecting mandrel thus limits the movement path of the cutting punch in a compression test after shearing the shear plate such that the cutting punch is intercepted in a reliable manner and is braked by the effect of the damping element in a damping manner, after he has severed the shear plate.
  • vent holes may be formed on a wall of the discharge cylinder, which allow easy movement of the cutting punch in the discharge cylinder by allowing escape of air from the interior of the hollow cylindrical discharge cylinder during movement of the cutting punch in the discharge cylinder.
  • the collecting mandrel is formed in an advantageous embodiment of the invention as an open hollow body.
  • the outlet cylinder can be connected to a source of compressed air, up to the collecting mandrel ranging compressed air supply channel can be formed.
  • Compressed air can be fed into the collecting mandrel via the compressed air supply channel, which acts on the cutting punch when the punch is driven onto the collecting mandrel and moves it in the outfeed cylinder to remove the cutting punch from the outfeed cylinder and assemble it with a new shear plate for another upsetting test to be able to.
  • the object is also achieved by a method for performing upsetting tests for material testing by means of a high-speed pressure testing device for a high-speed testing machine, in which a first upsetting punch and a second upsetting punch act on an upsetting sample.
  • the second upsetting punches for limiting the forces acting on the compression sample and the test apparatus and the high-speed testing machine includes a supported on a shear plate cutting punch, the shear plate is severed during the compression test when a predetermined force action is exceeded abruptly from the cutting punch.
  • 1 is a partially sectional side view of the two upsets of a high-speed pressure tester during the compression test with a still undeformed, located between two printing plates cy- cylindrical compression test;
  • FIG. 2 shows a side view of the testing device in the region of the two upsetting punches according to FIG. 1, but with a compression test sample deformed until reaching a predetermined limited compression force in the compression test;
  • FIG 3 is a side view of the two upsets in a lowered position of a cutting punch after exceeding the predetermined compression force.
  • Fig. 4 is a side view of the two upsets at the end of the compression test in the final position of the cutting punch.
  • the reproduced in Fig. 1 to 4 high-speed pressure tester comprises two in the load line of a high-speed testing machine (not shown) upset dies 1, 3.
  • the two upsets 1 and 3 either on the rigid part (crosshead or table) or be mounted on the movable part (piston rod) of the high-speed testing machine.
  • the attached on the piston rod movable upsetting punch (here the second upsetting punch 3) can be with any, in high-speed servo-hydraulic tension-compression testing machines z.Z. to about 25m / s speed to the fixed upsetting punch (here the first punch 1) to move.
  • a pressure plate 4, 5 made of a high-strength and wear-resistant material is in each case attached to the sides of the two compression punches 1, 3 facing one another.
  • an upsetting specimen 6 (FIG. 1) is centered on the one - in the present exemplary embodiment on the pressure plate 4 attached to the movable (second) upset die 3 - positioned as shown in FIGS. 2 to 4 under the effect the force exerted on this high-speed force of the other - in the present exemplary embodiment stationary (first) - compression punch 1 is deformed (compressed).
  • the deformation and force measurement performed during the upsetting process is used to characterize the deformation and damage behavior of the sample material.
  • the force measurement is carried out by the force measuring device accommodated in the stationary stamper 1 here.
  • the movable (second) upsetting punch 3 comprises a cutting punch 7, on whose free end face the pressure plate 4 is attached, an outlet cylinder 8 for the cutting punch 7, one on the open side of the discharge cylinder 8 entrable hold-down 9 for resting on a front-side die 10 of the discharge cylinder 8 annular shear plate 1 1 (Stauchkraftbegrenzungsplatte) and a centrally arranged in the outlet cylinder 8 collecting mandrel 12.
  • the cutting punch 7 is as the discharge cylinder 8 out formed open hollow body and has on the open end side cooperating with the die 10 cutting ring 13.
  • a first sliding bush 14 is formed, while at its inner end face a damping element 15 is located.
  • a second slide bushing 16 is arranged on an inner peripheral surface of the hold-down 9, which is designed as a union nut and can be screwed to the outlet cylinder 8, specifically above a circumferential hold-down collar 17.
  • vent holes 18 On a cylindrical wall of the discharge cylinder 8 are vent holes 18 and extending into the interior of the collecting mandrel 12, to a compressed air source (not shown) connected compressed air supply channel 19.
  • the Au walked hygiener of the cutting punch 7 is smaller than the inner diameter of the discharge cylinder 8.
  • the movable upsetting punch 3 is in a starting position (not shown) at a clear distance from the stationary upset punch 1.
  • the cutting punch 7 and the holding-down device 9 designed as a union nut are located in a position (not shown) that is dismantled by the movable upsetting die 3.
  • a shear plate 1 1 is placed on the integrated into the end face of the discharge cylinder 8 die 10, and then the cutting punch 7 is centrally positioned on the shear plate 1 1, so that the outer edges of the die 10 and the cutting ring 13 are aligned.
  • the shear plate is selected such that when an upsetting test is carried out when a predetermined compression force is reached, depending on the material and the geometry of the compression sample 6 and the speed difference of the two compression punches 1, 3 and the degree of deformation Cutting ring 13 of the cutting punch 7 is severed suddenly.
  • the flow of force in the tester is interrupted, the upsetting process is terminated and the high-speed tension-compression testing machine is protected from overloading.
  • the annular shear plate 1 whose inner diameter is greater than the outer diameter of the collecting mandrel 12, made of aluminum and has a thickness of 0.5 mm.
  • the shear plate can also consist of a different material and have a different thickness. By selecting material and thickness of the shear plate, the characteristic of the piercing process is significantly determined.
  • the upsetting process is carried out by an upward movement of the movable upsetting die 3 with the compression sample 6 arranged on the pressure plate in the direction of the stationary edging stem 1, in order to deform the compression specimen 6 at high speed and thereby both the forces acting on the compression specimen with those in the stationary Upset stamp 1 arranged force measuring device 2 and - to detect the deformation of the compression sample 6 - for example, with a high-speed camera or with a laser extensometer.
  • 1 shows the still undeformed compression test 6 and the two compression punches 1, 3 (as well as the individual components of the compression punch 3) at the time of the first contact of the stationary compression punch 1 on the compression test 6.
  • FIG. 2 shows the already fully compressed compression test 6 'and the movable upsetting die 3 raised relative to the illustration in FIG. 1 and the still unchanged position of the cutting die 7.
  • the movable upsetting die 3 has a certain Force effect exceeded, so that the shear plate 1 1 is pierced abruptly and no further force on the already deformed compression sample 6 ', the cutting punch 7 and ultimately the testing device and the testing machine can be exercised.
  • the compression force is variably limited in the desired manner by the selection of the respective shear plate 1 1.
  • a compression test is abruptly interrupted as soon as the compression force exceeds the predetermined, predetermined by the selection of the shear plate 1 1 maximum compression force. An overload of the tester with the two compression dies 1, 3 and the testing machine can be effectively prevented in this way.
  • Fig. 3 shows the cutting punch 7 in the downward movement shortly after the shearing of the part 21 of the shear plate 1 1, which, as shown in FIG. 4, falls on a support collar 20 of the collecting mandrel 12.
  • vent holes 18 prevent pressure buildup in the discharge cylinder 8, so that the downward movement of the cutting punch 7 can be done within the discharge cylinder 8 in a smooth manner.
  • test device which can be used in the high-speed range up to approx. 25 m / s can also be used, for example, for static compression tests, and likewise the compression force can act not only from bottom to top as described here but also from top to bottom.

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Abstract

The invention relates to a test device for a high-speed traction-compression test device for carrying out compression tests, comprising a first compression die (1) and a second compression die (3) which act upon a compression sample (6). According to the invention, the second compression die (3) comprises a cutting die (7) which is supported on a shearing plate (11). The shearing plate is designed in such a manner that it is cut abruptly by the cutting die (7) when a predefined force is exceeded during the compression test. After shearing the shearing plate, the cutting die can move further and freely in guiding means (12, 16) so that no further compression forces can be exerted upon the compression sample and the test device, which would go beyond the force defined by the type and embodiment of the shearing plate. By limiting the forces exerted upon the test device and the compression sample, which can be individually adjusted as a function of the respective shearing plate, an overload of the test device is prevented.

Description

Hochgeschwindigkeits-Druck-Prüfvorrichtung zur Durchführung von Stauchversuchen  High-speed pressure test device for performing compression tests
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine Hochgeschwindigkeits-Druck-Prüfvorrichtung für eine Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine zur Durchführung von Stauchversuchen zur Werkstoffprüfung mit zwei auf eine Stauchprobe wirkenden Stauchstempeln nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Durchführung von Stauchversuchen. Zur Durchführung von Hochgeschwindigkeitsstauchversuchen werden bekanntermaßen spezielle, für Stauchversuche geeignete und mithin kostenaufwendige Hochgeschwindig- keits-Zug-Druck-Prüfmaschinen eingesetzt. Hochgeschwindigkeitsstauchversuche dienen insbesondere dem Zweck, das Verhalten eines Werkstoffs bei hohen Verformungsgeschwindigkeiten zu untersuchen, die zum Beispiel bei Fahrzeugcrashs, bei Impactvorgängen oder bei Hochgeschwindigkeitsumformprozessen auftreten. The invention relates to a high-speed pressure testing device for a high-speed testing machine for performing upsetting tests for material testing with two compression punches acting on a compression sample according to the preamble of claim 1 and a method for performing compression tests. In order to carry out high-speed compression tests, it is known to use special high-speed tensile pressure testing machines which are suitable for compression tests and are therefore expensive. In particular, high-speed compression tests serve the purpose of investigating the behavior of a material at high deformation rates, which occur, for example, in vehicle crashes, in impact processes or in high-speed forming processes.
Abgesehen davon, dass viele der bekannten Hochgeschwindigkeits-Zug-Druck- Prüfmaschinen nicht für Hochgeschwindigkeitsstauchversuche geeignet sind, kann es bei hohen Stauchgeschwindigkeiten als Folge hoher Massenträgheitskräfte und den üblicherweise verwendeten Kraftsensoren zu einer fehlerhaften Kraftmessung kommen. Bei Hoch- geschwindigkeitsprüfmaschinen besteht zudem im Falle von sehr hohen Umformgraden - das heißt, wenn die Prüfvorrichtung„auf Block fährt" (wobei die Probe zerquetscht wird) - herkömmlich keine steuerungstechnische Möglichkeit zur Begrenzung der Stauchkraft, um den Stauchvorgang gezielt zu beenden und gleichzeitig die Hochgeschwindigkeitsprüfvor- richtung vor Überlastung zu schützen, da eine steuerungstechnische Abschaltung der Prüf- Vorrichtung zu langsam reagieren würde, um eine wirkungsvolle Begrenzung der Stauchkraft zu erreichen. Apart from the fact that many of the known high-speed train-pressure testing machines are not suitable for high-speed compression tests, high compression speeds can result in erroneous force measurement as a result of high inertia forces and the commonly used force sensors. In the case of high-speed testing machines, moreover, in the case of very high degrees of deformation - that is, when the test apparatus "drives to block" (the sample is crushed) - there is conventionally no control technology for limiting the compression force in order to purposefully end the upsetting operation and at the same time To protect high-speed testing device from overloading, as a control-technical shutdown of the test device would react too slowly to achieve an effective limitation of the compression force.
Aus der DE 692 16 592 T2 ist eine Hochgeschwindigkeits-Druck-Prüfvorrichtung zur Durchführung von Stauchversuchen an Werkstoffproben bekannt, die zwei auf eine Stauchprobe wirkende Stauchstempel aufweist. Eine Kraftübertragungs- und Anschlageinheit ist vorgese- hen, um eine Bewegung eines ersten Stauchstempels in Form eines Ambosses nach erfolg- ter Druckverformung eines Probestücks zu beenden, sobald das Probestück um einen vorbestimmten Betrag zusammengedrückt worden ist. Die DE 692 16 592 T2 sieht jedoch keine Möglichkeiten zur Begrenzung einer Stauchkraft und einen Schutz der Prüfmaschine vor unzulässig hohen Kräften vor. From DE 692 16 592 T2 a high-speed pressure testing device for performing compression tests on material samples is known, which has two upsetting punches acting on a compression sample. A power transmission and stop unit is provided in order to prevent movement of a first upsetting punch in the form of an anvil after successful End compression of a specimen when the specimen has been compressed by a predetermined amount. However, DE 692 16 592 T2 does not provide any possibilities for limiting an upsetting force and protecting the testing machine against impermissibly high forces.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine die Stauchstempel umfassende Prüfvorrichtung für eine herkömmliche, nicht notwendigerweise speziell für Stauchversuche konzipierte Hochgeschwindigkeits-Zug-Druck-Prüfmaschine und ein Verfahren zur Durchführung von Stauchversuchen mit einfachen Mitteln und kostengünstig so auszugestalten, dass die Stauchkraft variabel begrenzt werden kann, so dass gestoppte, das heißt auf eine definierte Stauchkraft bzw. einen angestrebten Umformungsgrad begrenzte Stauchversuche durchgeführt werden können und ein Überlastungsschutz der Hochgeschwindigkeits-Zug- Druck-Prüfmaschine und der Prüfvorrichtung gewährleistet ist. The present invention has for its object to provide a compression stamper comprehensive testing device for a conventional, not necessarily designed specifically for compression tests high-speed train-pressure testing machine and a method for performing compression tests with simple means and cost so that the compression force variably limited can be performed so that stopped, that is limited to a defined compression force or a desired degree of deformation compression tests can be performed and overload protection of the high-speed train pressure testing machine and the tester is guaranteed.
Diese Aufgabe wird durch eine gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 ausge- bildete Prüfvorrichtung für eine Hochgeschwindigkeits-Zug-Druck-Prüfmaschine gelöst. This object is achieved by a test device designed according to the features of patent claim 1 for a high-speed tension-compression testing machine.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, dass einer der beiden Stauchstempel (ein stationär oder beweglich an der Prüfvorrichtung angeordneter Stauchstempel) einen Schnittstempel umfasst, der auf einer für einen Stauchversuch individuell eingesetzten Scherplatte abgestützt ist, wobei die Scherplatte so ausgebildet ist, dass sie während des Stauchversuchs beim Überschreiten einer bestimmten, auf die Stauchprobe ausgeübten Kraftwirkung schlagartig durch Wirkung des Schnittstempels durchtrennt wird. Nach dem Durchtrennen der Scherplatte wird der Kraftfluss in der Prüfvorrichtung unterbrochen, und der Schnittstempel kann - ggf. an Führungsmitteln frei gleitend gelagert - auslaufen. Durch die in Abhängigkeit von der jeweiligen Scherplatte individuell einstellbare Begrenzung der auf die Prüfvorrichtung und die Stauchprobe wirkenden Kräfte werden ein "Auf-Block- Fahren" und eine Überlastung der Prüfvorrichtung sowie Prüfmaschine verhindert. Die maximale auf die Stauchprobe einwirkende Kraft ist begrenzt durch die Kraft, die die Scherplatte in der Lage ist abzustützen. Wird diese Kraft überschritten, wird die Scherplatte durch Wir- kung des Schnittstempels durchtrennt und der Kraftfluss in der Prüfvorrichtung somit unterbrochen. Der Steuerung der Prüfmaschine verbleibt dann noch genügend Zeit, das Arbeitsorgan, d.h. den Hydraulikkolben, gefahrlos anzuhalten. In Ausgestaltung der Erfindung ist die Scherplatte kreisringförmig ausgebildet und auf einer Matrize abgestützt, die z.B. stirnseitig an einem den Schnittstempel bei dessen Bewegung aufnehmenden Auslaufzylinder des zugeordneten Stauchstempels angeordnet ist. Die Matrize korrespondiert vorteilhafterweise mit einem an dem Schnittstempel vorgesehenen Schnitt- ring. The basic idea of the invention is that one of the two upsetting punches (an upsetting die arranged stationarily or movably on the testing device) comprises a cutting punch which is supported on a shear plate individually used for a compression test, wherein the shear plate is designed such that it is formed during the An upsetting test is abruptly interrupted by the action of the cutting punch when a certain force exerted on the compression test sample is exceeded. After severing the shear plate of the power flow is interrupted in the tester, and the cutting punch can - possibly freely slidably mounted on guide means - leak. The limitation of the forces acting on the testing device and the compression test force, which can be individually adjusted as a function of the respective shear plate, prevents "on-block driving" and overloading of the testing device and testing machine. The maximum force acting on the swage sample is limited by the force that the shear plate is able to support. If this force is exceeded, the shear plate is severed by the action of the cutting punch and the force flow in the testing device is thus interrupted. The control of the testing machine then remains enough time to safely stop the working organ, ie the hydraulic piston. In an embodiment of the invention, the shear plate is annular and supported on a die, which is arranged, for example, the end face on a cutting punch in the movement receiving discharge cylinder of the associated compression punch. The die advantageously corresponds to a cutting ring provided on the cutting punch.
Die Scherplatte kann z.B. mittels eines am Auslaufzylinder lösbar befestigten Niederhalters an dem zugeordneten (zweiten) Stauchstempel fixiert sein, indem die Scherplatte durch den Niederhalter gegen die Matrize gedrückt wird, so dass die Scherplatte klemmend zwischen dem Niederhalter und der Matrize gehalten ist. Die Matrize ist hierbei entlang einer Stoßrich- tung, in der der erste Stempel bei einem Stauchversuch sich dem zweiten Stempel annähert, hinter der Scherplatte angeordnet, so dass durch die bei einem Stoßversuch auftretende Kraftwirkung die Scherplatte gegen die Matrize gedrückt wird. Das Anpressen der Scherplatte an die Matrize des Auslaufzylinders kann z.B. über einen an dem Niederhalter ausgebildeten, umlaufenden Niederhaltebund erfolgen. Als Führungsmittel für den vorteilhafterweise als nach unten offener Hohlkörper ausgeführten Schnittstempel dienen z.B. der hohlzylindrische Niederhalter und/oder ein im Auslaufzylinder angeordneter Auffangdorn. The shear plate may e.g. be fixed by means of a releasably attached to the discharge cylinder blank holder on the associated (second) upsetting punch by the shear plate is pressed by the hold-down against the die, so that the shear plate is clamped between the hold-down and the die. In this case, the die is arranged behind the shear plate along an impact direction in which the first punch approximates the second punch in a compression test, so that the shear plate is pressed against the die by the force effect occurring during a collision test. The pressing of the shear plate to the die of the discharge cylinder can e.g. take place via a formed on the hold-down, continuous hold-down collar. As a guide means for the advantageously designed as a downwardly open hollow body cutting punch serve e.g. the hollow cylindrical holding-down device and / or a collection mandrel arranged in the outlet cylinder.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind zur exakten Führung des Schnittstempels an dem Niederhalter eine mit einer Außenfläche des Schnittstempels korrespondierende erste Gleitbuchse und an einer Innenfläche des hohl ausgebildeten Schnittstempels eine mit einer Au ßenfläche des Auffangdorns korrespondierende zweite Gleitbuchse vorgesehen. In a further embodiment of the invention, a corresponding with an outer surface of the cutting punch first sliding bush and an inner surface of the hollow-shaped cutting punch are provided with an Au ßenfläche of the collecting mandrel corresponding second sliding bush for exact guidance of the cutting punch on the hold-down.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist ein dem Schnittstempel im betriebsbereiten Zustand (also vor Durchführung eines Stauchversuchs) zugewandtes Ende des Auffangdorns konisch ausgebildet, um eine zuverlässiges Aufgleiten des Schnittstempels auf den Auffangdorn nach dem Abscheren der Scherplatte bei einem Stauchversuch zu gewährleisten. Zudem kann z.B. an einem Au ßenumfang des Auffangdorns ein Auflagebund für den vom Schnittstempel abgescherten Teil der Scherplatte ausgebildet sein, so dass dieser nach dem Abscheren an dem Auffangdorn abgefangen und abgestützt wird. In an advantageous embodiment of the invention, the cutting punch in the ready state (ie before performing a compression test) facing the end of the collecting mandrel is conical to ensure reliable sliding of the cutting punch on the collecting mandrel after shearing the shear plate in a compression test. In addition, e.g. on an Au ßenumfang the collecting mandrel be a support collar for the sheared off from the cutting part of the shear plate, so that it is intercepted and supported after shearing the collecting mandrel.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung bildet der Auffangdorn einen z.B. stirnseitig an- geordneten Anschlag für den Schnittstempel, wobei der Schnittstempel an der stirnseitigen Anschlagstelle mit dem Auffangdorn ein Dämpfungselement aufweist. Der Auffangdorn begrenzt somit die Bewegungsbahn des Schnittstempels bei einem Stauchversuch nach dem Abscheren der Scherplatte derart, dass der Schnittstempel in zuverlässiger Weise abgefangen und durch Wirkung des Dämpfungselements in dämpfender Weise gebremst wird, nachdem er die Scherplatte durchtrennt hat. In a further embodiment of the invention, the collecting mandrel forms a stop, for example, arranged on the face side for the cutting punch, wherein the cutting punch has a damping element at the end-side abutment point with the collecting mandrel. The collecting mandrel thus limits the movement path of the cutting punch in a compression test after shearing the shear plate such that the cutting punch is intercepted in a reliable manner and is braked by the effect of the damping element in a damping manner, after he has severed the shear plate.
In weiterer Ausgestaltung können an einer Wand des Auslaufzylinders Entlüftungsbohrungen ausgebildet sein, die eine leichte Bewegung des Schnittstempels im Auslaufzylinder ermöglichen, indem sie ein Entweichen der Luft aus dem Inneren des hohlzylindrischen Auslaufzylinders bei Bewegung des Schnittstempels in dem Auslaufzylinder zulassen. In a further embodiment, vent holes may be formed on a wall of the discharge cylinder, which allow easy movement of the cutting punch in the discharge cylinder by allowing escape of air from the interior of the hollow cylindrical discharge cylinder during movement of the cutting punch in the discharge cylinder.
Der Auffangdorn ist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung als offener Hohlkörper ausgebildet. In dem Auslaufzylinder kann ein an eine Druckluftquelle anschließbarer, bis in den Auffangdorn reichender Druckluftzuführungskanal ausgebildet sein. Über den Druckluftzuführungskanal kann mittels einer angeschlossen Druckluftquelle Druckluft in den Auffangdorn geleitet werden, die bei auf den Auffangdorn aufgefahrenem Schnittstempel auf den Schnittstempel einwirkt und diesen in dem Auslaufzylinder bewegt, um den Schnittstempel aus dem Auslaufzylinder entnehmen und für einen weiteren Stauchversuch mit einer neuen Scherplatte montieren zu können. The collecting mandrel is formed in an advantageous embodiment of the invention as an open hollow body. In the outlet cylinder can be connected to a source of compressed air, up to the collecting mandrel ranging compressed air supply channel can be formed. Compressed air can be fed into the collecting mandrel via the compressed air supply channel, which acts on the cutting punch when the punch is driven onto the collecting mandrel and moves it in the outfeed cylinder to remove the cutting punch from the outfeed cylinder and assemble it with a new shear plate for another upsetting test to be able to.
Die Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Durchführung von Stauchversuchen zur Werkstoffprüfung mittels einer Hochgeschwindigkeits-Druck-Prüfvorrichtung für eine Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine gelöst, bei dem ein erster Stauchstempel und ein zweiter Stauchstempel auf eine Stauchprobe wirken. Dabei ist vorgesehen, dass der zweite Stauchstempel zur Begrenzung der auf die Stauchprobe sowie die Prüfvorrichtung und die Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine wirkenden Kräfte einen auf einer Scherplatte abgestützten Schnittstempel umfasst, wobei die Scherplatte während des Stauchversuchs bei Überschreiten einer vorbestimmten Kraftwirkung schlagartig vom Schnittstempel durchtrennt wird. Die vorangehend für die Vorrichtung beschriebenen Vorteile und vorteilhaften Ausgestaltungen finden analog auch auf das Verfahren Anwendung. The object is also achieved by a method for performing upsetting tests for material testing by means of a high-speed pressure testing device for a high-speed testing machine, in which a first upsetting punch and a second upsetting punch act on an upsetting sample. It is provided that the second upsetting punches for limiting the forces acting on the compression sample and the test apparatus and the high-speed testing machine includes a supported on a shear plate cutting punch, the shear plate is severed during the compression test when a predetermined force action is exceeded abruptly from the cutting punch. The advantages and advantageous embodiments described above for the device are analogously also applied to the method.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand des in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen: The invention will be explained in more detail with reference to the embodiment shown in the figures. Show it:
Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht der beiden Stauchstempel einer Hochgeschwindigkeits-Druck-Prüfvorrichtung während des Stauchversuchs mit einer noch unverformten, zwischen zwei Druckplatten befindlichen zy- lindrischen Stauchprobe; 1 is a partially sectional side view of the two upsets of a high-speed pressure tester during the compression test with a still undeformed, located between two printing plates cy- cylindrical compression test;
Fig. 2 eine Seitenansicht der Prüfvorrichtung im Bereich der beiden Stauchstempel gemäß Fig. 1 , jedoch mit einer bis zum Erreichen einer vorgegebenen begrenzten Stauchkraft im Stauchversuch verformten Stauchprobe; FIG. 2 shows a side view of the testing device in the region of the two upsetting punches according to FIG. 1, but with a compression test sample deformed until reaching a predetermined limited compression force in the compression test;
Fig. 3 eine Seitenansicht der beiden Stauchstempel in einer abgesenkten Position eines Schnittstempels nach dem Überschreiten der vorgegebenen Stauchkraft; und 3 is a side view of the two upsets in a lowered position of a cutting punch after exceeding the predetermined compression force. and
Fig. 4 eine Seitenansicht der beiden Stauchstempel am Ende des Stauchversuchs in der Endposition des Schnittstempels. Die in Fig. 1 bis 4 wiedergegebene Hochgeschwindigkeits-Druck-Prüfvorrichtung umfasst zwei im Laststrang einer Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine (nicht dargestellt) angeordnete Stauchstempel 1 , 3. Dabei können die beiden Stauchstempel 1 bzw. 3 wahlweise entweder an dem starren Teil (Querhaupt oder Tisch) oder an dem beweglichen Teil (Kolbenstange) der Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine montiert sein. Der an der Kolbenstange angebrachte bewegliche Stauchstempel (hier der zweite Stauchstempel 3) kann sich mit einer beliebigen, bei servohydraulischen Hochgeschwindigkeits-Zug-Druck-Prüfmaschinen z.Z. bis ca. 25m/s betragenden Geschwindigkeit auf den feststehenden Stauchstempel (hier den ersten Stauchstempel 1 ) zu bewegen. An den stirnseitig einander zugewandten Seiten der beiden Stauchstempel 1 , 3 ist jeweils eine Druckplatte 4, 5 aus einem hochfesten und verschleißfes- ten Werkstoff angebracht. Fig. 4 is a side view of the two upsets at the end of the compression test in the final position of the cutting punch. The reproduced in Fig. 1 to 4 high-speed pressure tester comprises two in the load line of a high-speed testing machine (not shown) upset dies 1, 3. The two upsets 1 and 3 either on the rigid part (crosshead or table) or be mounted on the movable part (piston rod) of the high-speed testing machine. The attached on the piston rod movable upsetting punch (here the second upsetting punch 3) can be with any, in high-speed servo-hydraulic tension-compression testing machines z.Z. to about 25m / s speed to the fixed upsetting punch (here the first punch 1) to move. A pressure plate 4, 5 made of a high-strength and wear-resistant material is in each case attached to the sides of the two compression punches 1, 3 facing one another.
Zur Durchführung eines Stauchversuchs wird auf der einen - in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel auf der am beweglichen (zweiten) Stauchstempel 3 angebrachten - Druckplatte 4 eine Stauchprobe 6 (Fig. 1 ) zentriert positioniert, um - wie Fig. 2 bis 4 zeigen - unter der Wirkung der auf diese mit hoher Geschwindigkeit ausgeübten Kraft des anderen - im vorlie- genden Ausführungsbeispiel stationären (ersten) - Stauchstempels 1 verformt (gestaucht) zu werden. Die während des Stauchvorgangs durchgeführte Verformungs- und Kraftmessung wird zur Charakterisierung des Verformungs- und Schädigungsverhaltens des Probenwerkstoffs genutzt. Die Kraftmessung erfolgt dabei durch die im - hier stationären - Stauchstempel 1 untergebrachte Kraftmesseinrichtung. Der bewegliche (zweite) Stauchstempel 3 umfasst einen Schnittstempel 7, an dessen freier Stirnseite die Druckplatte 4 angebracht ist, einen Auslaufzylinder 8 für den Schnittstempel 7, einen an der offenen Seite des Auslaufzylinders 8 versch raubbaren Niederhalter 9 für eine auf einer stirnseitigen Matrize 10 des Auslaufzylinders 8 ruhende ringförmige Scherplatte 1 1 (Stauchkraftbegrenzungsplatte) und einen zentrisch in dem Auslaufzylinder 8 angeordneten Auffangdorn 12. Der Schnittstempel 7 ist als zum Auslaufzylinder 8 hin offener Hohlkörper ausgebildet und weist an der offenen Stirnseite einen mit der Matrize 10 zusammenwirkenden Schnittring 13 auf. An der zylindrischen Innenfläche des Schnittstempels 7 ist eine erste Gleitbuchse 14 ausgebildet, während sich an dessen innerer Stirnfläche ein Dämpfungselement 15 befindet. Eine zweite Gleitbuchse 16 ist an einer Innenumfangsfläche des als Überwurfmutter ausge- bildeten und am Auslaufzylinder 8 verschraubbaren Niederhalters 9, und zwar oberhalb eines umlaufenden Niederhaltebundes 17, angeordnet. To perform an upsetting test, an upsetting specimen 6 (FIG. 1) is centered on the one - in the present exemplary embodiment on the pressure plate 4 attached to the movable (second) upset die 3 - positioned as shown in FIGS. 2 to 4 under the effect the force exerted on this high-speed force of the other - in the present exemplary embodiment stationary (first) - compression punch 1 is deformed (compressed). The deformation and force measurement performed during the upsetting process is used to characterize the deformation and damage behavior of the sample material. The force measurement is carried out by the force measuring device accommodated in the stationary stamper 1 here. The movable (second) upsetting punch 3 comprises a cutting punch 7, on whose free end face the pressure plate 4 is attached, an outlet cylinder 8 for the cutting punch 7, one on the open side of the discharge cylinder 8 entrable hold-down 9 for resting on a front-side die 10 of the discharge cylinder 8 annular shear plate 1 1 (Stauchkraftbegrenzungsplatte) and a centrally arranged in the outlet cylinder 8 collecting mandrel 12. The cutting punch 7 is as the discharge cylinder 8 out formed open hollow body and has on the open end side cooperating with the die 10 cutting ring 13. On the cylindrical inner surface of the cutting punch 7, a first sliding bush 14 is formed, while at its inner end face a damping element 15 is located. A second slide bushing 16 is arranged on an inner peripheral surface of the hold-down 9, which is designed as a union nut and can be screwed to the outlet cylinder 8, specifically above a circumferential hold-down collar 17.
An einer zylindrischen Wandung des Auslaufzylinders 8 befinden sich Entlüftungsbohrungen 18 und ein sich bis in den Innenraum des Auffangdorns 12 erstreckender, an eine Druckluftquelle (nicht dargestellt) angeschlossener Druckluftzuführungskanal 19. Der am oberen Ende verjüngt ausgebildete Auffangdorn 12, dessen Außendurchmesser im Wesentlichen mit dem Innendurchmesser der ersten Gleitbuchse 14 übereinstimmt, weist am unteren Ende einen Auflagebund 20 für einen abgescherten Teil 21 der ringförmigen Scherplatte 1 1 auf. Der Au ßendurchmesser des Schnittstempels 7 ist kleiner als der Innendurchmesser des Auslaufzylinders 8. Die Funktion der oben in statischem Zustand beschriebenen Prüfvorrichtung zur Durchführung von Stauchversuchen soll nachfolgend anhand von Fig. 1 bis 4 beschrieben werden: On a cylindrical wall of the discharge cylinder 8 are vent holes 18 and extending into the interior of the collecting mandrel 12, to a compressed air source (not shown) connected compressed air supply channel 19. The tapered at the upper end collecting mandrel 12, the outer diameter substantially with the inner diameter the first sliding bush 14 coincides, has at the lower end a support collar 20 for a sheared portion 21 of the annular shear plate 1 1. The Au ßendurchmesser of the cutting punch 7 is smaller than the inner diameter of the discharge cylinder 8. The function of the test device described above in the static state for performing compression tests will be described below with reference to FIGS. 1 to 4:
Vor der Versuchsdurchführung befindet sich der bewegliche Stauchstempel 3 in einer (nicht dargestellten) Ausgangsposition in deutlichem Abstand vom stationären Stauchstempel 1 . Der Schnittstempel 7 und der als Überwurfmutter ausgebildete Niederhalter 9 befinden sich in einer vom beweglichen Stauchstempel 3 demontierten Lage (nicht dargestellt). In diesem Zustand wird auf die in die Stirnseite des Auslaufzylinders 8 integrierte Matrize 10 eine Scherplatte 1 1 aufgelegt, und anschließend wird der Schnittstempel 7 zentrisch auf der Scherplatte 1 1 positioniert, so dass die Außenkanten des Matrize 10 und des Schnittrings 13 fluchtend übereinander liegen. Danach wird der als Überwurfmutter ausgebildete Niederhal- ter 9 auf den Auslaufzylinder 8 geschraubt, um die Scherplatte 1 1 zu fixieren und mittels der im Niederhalter ausgebildeten Gleitbuchse 16 eine exakte Gleitführung für den Schnittstempel 7 zu schaffen. Der Schnittring 13 ruht jetzt auf dem über die Schneidkante der Matrize 10 überstehenden Bereich (weiter unten als Teil 21 bezeichnet) der Scherplatte 1 1 . Before carrying out the experiment, the movable upsetting punch 3 is in a starting position (not shown) at a clear distance from the stationary upset punch 1. The cutting punch 7 and the holding-down device 9 designed as a union nut are located in a position (not shown) that is dismantled by the movable upsetting die 3. In this state, a shear plate 1 1 is placed on the integrated into the end face of the discharge cylinder 8 die 10, and then the cutting punch 7 is centrally positioned on the shear plate 1 1, so that the outer edges of the die 10 and the cutting ring 13 are aligned. Thereafter, the trained as a union nut hold-9 is screwed onto the outlet cylinder 8 to fix the shear plate 1 1 and to create an exact sliding guide for the cutting punch 7 by means of trained in holding down slide bushing 16. The cutting ring 13 now rests on the over the cutting edge of the die 10th projecting area (referred to below as Part 21) of the shear plate 1 1.
Die Scherplatte ist hinsichtlich des Materials und der Dicke so gewählt, dass diese bei der Durchführung eines Stauchversuchs bei Erreichen einer vorbestimmten Stauchkraft - abhängig vom Werkstoff und der Geometrie der Stauchprobe 6 sowie der Geschwindigkeits- differenz der beiden Stauchstempel 1 , 3 und dem Umformgrad - vom Schnittring 13 des Schnittstempels 7 schlagartig durchtrennt wird. Dadurch wird der Kraftfluss in der Prüfvorrichtung unterbrochen, der Stauchvorgang beendet und die Hochgeschwindigkeits-Zug- Druck-Prüfmaschine vor einer Überlastung geschützt. With regard to the material and the thickness, the shear plate is selected such that when an upsetting test is carried out when a predetermined compression force is reached, depending on the material and the geometry of the compression sample 6 and the speed difference of the two compression punches 1, 3 and the degree of deformation Cutting ring 13 of the cutting punch 7 is severed suddenly. As a result, the flow of force in the tester is interrupted, the upsetting process is terminated and the high-speed tension-compression testing machine is protected from overloading.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht die kreisringförmige Scherplatte 1 1 , deren In- nendurchmesser größer als der Außendurchmesser des Auffangdorns 12 ist, aus Aluminium und hat eine Dicke von 0,5 mm. Selbstverständlich kann die Scherplatte auch aus einem anderen Werkstoff bestehen und eine andere Dicke besitzen. Durch die Auswahl von Werkstoff und Dicke der Scherplatte wird die Charakteristik des Durchstoßvorgangs maßgeblich bestimmt. Nachdem der bewegliche Stauchstempel 3 mit Bezug auf die in dem Niederhalter 9 geführte und auf der Scherplatte 1 1 ruhende Anordnung des Schnittstempels 7 montiert ist, wird die zylindrische Stauchprobe 6 auf der Druckplatte 4 zentrisch positioniert. Anschließend erfolgt der Stauchvorgang durch eine Aufwärtsbewegung des beweglichen Stauchstempels 3 mit der auf dessen Druckplatte angeordneter Stauchprobe 6 in Richtung des stationären Stauch- stempeis 1 , um die Stauchprobe 6 mit hoher Geschwindigkeit zu verformen und dabei sowohl die an der Stauchprobe wirksamen Kräfte mit der im stationären Stauchstempel 1 angeordneten Kraftmesseinrichtung 2 als auch - beispielsweise mit einer Hochgeschwindigkeitskamera oder mit einem Laserextensometer - die Verformung der Stauchprobe 6 zu erfassen. Fig. 1 zeigt die noch unverformte Stauchprobe 6 und die beiden Stauchstempel 1 , 3 (sowie die einzelnen Bestandteile des Stauchstempels 3) zum Zeitpunkt des ersten Kontakts des stationären Stauchstempels 1 an der Stauchprobe 6. In the present embodiment, the annular shear plate 1 1, whose inner diameter is greater than the outer diameter of the collecting mandrel 12, made of aluminum and has a thickness of 0.5 mm. Of course, the shear plate can also consist of a different material and have a different thickness. By selecting material and thickness of the shear plate, the characteristic of the piercing process is significantly determined. After the movable upsetting punch 3 is mounted with respect to the guided in the hold-down device 9 and resting on the shear plate 1 1 arrangement of the cutting punch 7, the cylindrical compression test 6 is positioned centrally on the pressure plate 4. Subsequently, the upsetting process is carried out by an upward movement of the movable upsetting die 3 with the compression sample 6 arranged on the pressure plate in the direction of the stationary edging stem 1, in order to deform the compression specimen 6 at high speed and thereby both the forces acting on the compression specimen with those in the stationary Upset stamp 1 arranged force measuring device 2 and - to detect the deformation of the compression sample 6 - for example, with a high-speed camera or with a laser extensometer. 1 shows the still undeformed compression test 6 and the two compression punches 1, 3 (as well as the individual components of the compression punch 3) at the time of the first contact of the stationary compression punch 1 on the compression test 6.
Fig. 2 zeigt die bereits vollständig gestauchte Stauchprobe 6' und den gegenüber der Darstellung in Fig. 1 angehobenen beweglichen Stauchstempel 3 sowie die noch unveränderte Lage des Schnittstempels 7. FIG. 2 shows the already fully compressed compression test 6 'and the movable upsetting die 3 raised relative to the illustration in FIG. 1 and the still unchanged position of the cutting die 7.
In der in Fig. 3 gezeigten Darstellung hat der bewegliche Stauchstempel 3 eine bestimmte Kraftwirkung überschritten, so dass die Scherplatte 1 1 schlagartig durchstoßen wird und keine weitere Kraftwirkung auf die bereits verformte Stauchprobe 6', den Schnittstempel 7 und letztlich die Prüfvorrichtung und die Prüfmaschine ausgeübt werden kann. Mit anderen Worten ist durch die Auswahl der jeweiligen Scherplatte 1 1 die Stauchkraft in gewünschter Wei- se variabel begrenzt. Ein Stauchversuch wird schlagartig unterbrochen, sobald die Stauchkraft die vorbestimmte, durch die Auswahl der Scherplatte 1 1 vorgegebene maximale Stauchkraft übersteigt. Eine Überlastung der Prüfvorrichtung mit den beiden Stauchstempeln 1 , 3 und der Prüfmaschine kann auf diese Weise in wirkungsvoller Weise verhindert werden. In the illustration shown in Fig. 3, the movable upsetting die 3 has a certain Force effect exceeded, so that the shear plate 1 1 is pierced abruptly and no further force on the already deformed compression sample 6 ', the cutting punch 7 and ultimately the testing device and the testing machine can be exercised. In other words, the compression force is variably limited in the desired manner by the selection of the respective shear plate 1 1. A compression test is abruptly interrupted as soon as the compression force exceeds the predetermined, predetermined by the selection of the shear plate 1 1 maximum compression force. An overload of the tester with the two compression dies 1, 3 and the testing machine can be effectively prevented in this way.
Fig. 3 zeigt den Schnittstempel 7 in der Abwärtsbewegung kurz nach dem Abscheren des Teils 21 der Scherplatte 1 1 , der, wie Fig. 4 zeigt, auf einen Auflagebund 20 des Auf- fangdorns 12 fällt. Der Schnittstempel 7 mit der verformten Stauchprobe 6 ' gleitet mit seiner Gleitbuchse 14 entlang der Au ßenumfangsfläche des Auffangdorns 12 und wird an dessen freier Stirnseite, und zwar gedämpft durch das Dämpfungselement 15, aufgefangen. Fig. 3 shows the cutting punch 7 in the downward movement shortly after the shearing of the part 21 of the shear plate 1 1, which, as shown in FIG. 4, falls on a support collar 20 of the collecting mandrel 12. The cutting punch 7 with the deformed compression test 6 'slides with its sliding bush 14 along the Au ßenumfangsfläche the collecting mandrel 12 and is at the free end face, and damped by the damping element 15, collected.
Bei der Bewegung des Schnittstempels 7 in dem Auslaufzylinder 8 verhindern die in der Wand des Auslaufzylinders 8 angeordneten Entlüftungsbohrungen 18 einen Druckaufbau im Auslaufzylinder 8, so dass die Abwärtsbewegung des Schnittstempels 7 innerhalb des Auslaufzylinders 8 in leichtgängiger Weise erfolgen kann. During the movement of the cutting punch 7 in the discharge cylinder 8 arranged in the wall of the discharge cylinder 8 vent holes 18 prevent pressure buildup in the discharge cylinder 8, so that the downward movement of the cutting punch 7 can be done within the discharge cylinder 8 in a smooth manner.
Um den Schnittstempel 7 nach einem erfolgten Stauchversuch und einer Abscherung der Scherplatte 1 1 aus dem Auslaufzylinder entfernen zu können, wird über den Druck- luftzuführungskanal 19 Druckluft in einen Hohlraum des Auffangdorns 12 eingeblasen, so dass der Schnittstempel 7 nach oben bewegt wird und dann entnommen werden kann. In order to be able to remove the cutting punch 7 from the discharge cylinder after a compression test and a shearing of the shear plate 1 1, compressed air is blown into a cavity of the collecting mandrel 12 via the compressed air supply duct 19 so that the cutting punch 7 is moved upwards and then removed can be.
Die Erfindung ist nicht auf das zuvor geschilderte Ausführungsbeispiel beschränkt. Im Rahmen des Grundgedankens der Erfindung sind zahlreiche Modifikationen denkbar. The invention is not limited to the previously described embodiment. Within the scope of the basic concept of the invention numerous modifications are conceivable.
Die im Hochgeschwindigkeitsbereich bis ca. 25 m/s einsetzbare Prüfvorrichtung kann z.B. auch für statische Stauchversuche eingesetzt werden, und gleichermaßen kann die Stauchkraft nicht nur wie hier beschrieben von unten nach oben, sondern auch von oben nach unten wirken. Bezugszeichenliste The test device which can be used in the high-speed range up to approx. 25 m / s can also be used, for example, for static compression tests, and likewise the compression force can act not only from bottom to top as described here but also from top to bottom. LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 erster (stationärer) Stauchstempel1 first (stationary) upsetting punch
2 Kraftmesseinrichtung 2 force measuring device
3 zweiter (beweglicher) Stauchstempel 3 second (movable) upsetting punch
4 Druckplatte von 3 4 printing plate of 3
5 Druckplatte von 1  5 printing plate of 1
6 Stauchprobe  6 compression test
6' Verformte Stauchprobe  6 'Deformed compression test
7 Schnittstempel  7 cutting punches
8 Auslaufzylinder  8 discharge cylinder
9 Niederhalter  9 hold downs
10 Matrize von 8  10 matrix of 8
1 1 ringförmige Scherplatte  1 1 annular shear plate
12 Auffangdorn  12 collecting spike
13 Schnittring von  13 cut ring from
14 erste Gleitbuchse von 7  14 first sliding bush of 7
15 Dämpfungselement von 7  15 damping element of 7
16 zweite Gleitbuchse von 9  16 second sliding bush of 9
17 Niederhaltebund von 9  17 hold-down collar of 9
18 Entlüftungsbohrung in 8  18 breather hole in 8
19 Druckluftzuführungskanal in 8, 12 19 compressed air supply channel in 8, 12th
20 Auflagebund von 12 20 edition of 12
21 abgescherter Teil von 1 1  21 sheared off part of 1 1

Claims

Patentansprüche claims
1 . Hochgeschwindigkeits-Druck-Prüfvorrichtung für eine Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine zur Durchführung von Stauchversuchen zur Werkstoffprüfung, mit einem ersten Stauchstempel (1 ) und einem zweiten Stauchstempel (3), die auf eine Stauchprobe (6) wirken, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stauchstempel (3) zur Begrenzung der auf die Stauchprobe (6) sowie die Prüfvorrichtung und die Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine wirkenden Kräfte einen auf einer Scherplatte (1 1 ) abgestützten Schnittstempel (7) umfasst, wobei die Scherplatte (1 1 ) so ausgebildet ist, dass sie während des Stauchversuchs bei Überschreiten einer vorbestimmten Kraftwirkung schlagartig vom Schnittstempel (7) durchtrennt wird. 1 . High-speed pressure testing device for a high-speed testing machine for performing upsetting tests for materials testing, with a first upsetting die (1) and a second upsetting die (3) acting on a compression sample (6), characterized in that the second upsetting die (3) for Limiting the forces acting on the compression test (6) and the test apparatus and the high-speed testing machine comprises a on a shear plate (1 1) supported cutting punch (7), wherein the shear plate (1 1) is formed so that it during the compression test when exceeding a predetermined force is abruptly severed by the cutting punch (7).
2. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass maximal die vorbestimmte, limitierte Kraftwirkung auf die Stauchprobe (6 ' ) ausgeübt wird. 2. Testing device according to claim 1, characterized in that a maximum of the predetermined, limited force on the compression test (6 ') is exercised.
3. Prüfvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittstempel (7) nach dem Durchtrennen der Scherplatte (1 1 ) an Führungsmitteln (16, 12) gleitend bewegbar geführt ist. 3. Testing device according to claim 1 or 2, characterized in that the cutting punch (7) after the severing of the shear plate (1 1) on guide means (16, 12) is guided slidably movable.
4. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherplatte (1 1 ) kreisringförmig ausgebildet ist. 4. Testing device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the shear plate (1 1) is annular.
5. Prüfvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass die Scherplatte (1 1 ) auf einer an einem Auslaufzylinder (8) des zweiten Stauchstempels (3) angeordneten Matrize (10) abgestützt ist, die mit einem an dem Schnittstempel (7) vorgesehenen Schnittring (13) korrespondiert. 5. Testing device according to one of the preceding claims, characterized Net, that the shear plate (1 1) is supported on a on a discharge cylinder (8) of the second upsetting die (3) arranged die (10) corresponding to a provided on the cutting punch (7) cutting ring (13).
6. Prüfvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Scherplatte (7) durch einen am Auslaufzylinder (8) lösbar befestigten Niederhalter (9) an dem zweiten Stauchstempel (3) fixiert ist. 6. Testing device according to claim 5, characterized in that the shear plate (7) by a at the outlet cylinder (8) releasably secured down device (9) is fixed to the second upsetting die (3).
7. Prüfvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zylindrisch ausgebildete Niederhalter (9) einen auf die Scherplatte (7) wirkenden Niederhaltebund (17) aufweist. Has 7. Testing device according to claim 6, characterized in that the cylindrically shaped hold-down (9) acting on the shear plate (7) hold-down collar (17).
8. Prüfvorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass als Führungsmittel für den als offener Hohlkörper ausgeführten Schnittstempel (7) eine dem Niederhalter (9) zugeordnete erste Gleitbuchse (16) und/oder ein am Auslaufzylinder (8) angeordneter Auffangdorn (12) dienen. 8. Testing device according to claim 6 or 7, characterized in that as a guide means for the open hollow body designed punch (7) a downholder (9) associated first slide bushing (16) and / or at the outlet cylinder (8) arranged collecting mandrel (12 ) serve.
9. Prüfvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Schnittstempel (7) eine mit dem Auffangdorn (12) korrespondierende, zweite Gleitbuchse (14) vorgesehen ist. 9. Testing device according to claim 8, characterized in that on the cutting punch (7) with the collecting mandrel (12) corresponding, second sliding bush (14) is provided.
10. Prüfvorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Auffangdorn (12) zumindest abschnittsweise an einem dem Schnittstempel (7) zugewandten Ende konisch ausgebildet ist. 10. Testing device according to claim 8 or 9, characterized in that the collecting mandrel (12) is at least partially formed conically at one of the cutting punch (7) facing the end.
1 1 . Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass am Auffangdorn (12) ein Auflagebund (20) für einen vom Schnittstempel (7) abge- scherten Teil (21 ) der Scherplatte (1 1 ) ausgebildet ist. 1 1. Test device according to one of claims 8 to 10, characterized in that on the collecting mandrel (12) a support collar (20) for a from the cutting punch (7) abge- sheared part (21) of the shear plate (1 1) is formed.
12. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Auffangdorn (12) einen Anschlag für den Schnittstempel (7) bildet, wobei der Schnittstempel (7) an einer dem Auffangdorn (12) zugeordneten Anschlagstelle ein Dämpfungselement (15) aufweist. 12. Test device according to one of claims 8 to 1 1, characterized in that the collecting mandrel (12) forms a stop for the cutting punch (7), wherein the cutting punch (7) at a collecting mandrel (12) associated stop a damping element (15 ) having.
13. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Wand des Auslaufzylinders (8) zumindest eine Entlüftungsbohrung (18 ) ausgebildet ist. 13. Testing device according to one of claims 8 to 12, characterized in that on a wall of the outlet cylinder (8) at least one vent hole (18) is formed.
14. Prüfvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Auffangdorn (1 , 2) als offener Hohlkörper ausgebildet ist und an dem Auslaufzylinder (8) ein an eine Druckluftquelle anschließbarer, zum Auffangdorn (12) verlaufender Druckluftzuführungskanal (19) ausgebildet ist. 14. Testing device according to one of claims 8 to 13, characterized in that the collecting mandrel (1, 2) is designed as an open hollow body and on the outlet cylinder (8) connectable to a compressed air source, to the collecting mandrel (12) extending compressed air supply channel (19). is trained.
1 5. Prüfvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Stauchstempel (1 , 3) an der der Stauchprobe (6) zugewandten Kontaktseite jeweils eine Druckplatte (4, 5) aus einem Werkstoff aufweist, der eine besonders hohe Festigkeit, Härte, Zähigkeit und Schlagfestigkeit besitzt. 1 5. Test device according to one of the preceding claims, characterized in that the first and second upsetting punches (1, 3) on the upsetting sample (6) facing the contact side each having a pressure plate (4, 5) made of a material having a particularly high strength, hardness, toughness and impact resistance.
16. Verfahren zur Durchführung von Stauchversuchen zur Werkstoffprüfung mittels einer Hochgeschwindigkeits-Druck-Prüfvorrichtung für eine Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine, bei dem ein erster Stauchstempel (1 ) und ein zweiter Stauchstempel (3) auf eine Stauchprobe (6) wirken, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Stauchstempel (3) zur Begrenzung der auf die Stauchprobe (6) sowie die Prüfvorrichtung und die Hochgeschwindigkeitsprüfmaschine wirkenden Kräfte einen auf einer Scherplatte (1 1 ) abgestützten Schnittstempel (7) umfasst, wobei die Scherplatte (1 1 ) während des Stauchversuchs bei Überschreiten einer vorbestimmten Kraftwirkung schlagartig vom Schnittstempel (7) durchtrennt wird. 16. A method for performing upsetting tests for material testing by means of a high-speed pressure testing device for a high speed testing machine, in which a first upsetting punch (1) and a second upsetting punch (3) act on a compression sample (6), characterized that the second upsetting punch (3) for limiting the forces acting on the compression sample (6) and the test apparatus and the high-speed testing machine comprises a cutting punch (7) supported on a shear plate (1 1), wherein the shear plate (1 1) during the compression test at Exceeding a predetermined force effect is abruptly cut by the cutting punch (7).
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