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課題・解決手段

本発明は、底板(4)を有し、この底板(4)を介して接続されたカウンタベアリング(6a、6b)を有し、曲げ試料(12)を当てがうための支持体(10a、10b)を何れの場合も備えたベアリングブロック(8a、8b)を有し、力を曲げ試料(12)に加えるための曲げパンチまたは曲げレール(18)を有する、曲げ試験を実施するための装置に関する。従来技術からの諸欠点が回避されるばかりでなく、特に支持体間の距離(10a、10b)を精確且つ耐力的に設定できる、曲げ試験を実施するための装置(2)を明示するという技術的課題は、底板(4)に対して傾斜した接触面(14a、14b;16a、16b)を介してカウンタベアリング(6a、6b)とベアリングブロック(8a、8b)とを互いに当接させることによって解決される。本発明は、本発明による装置(2)を用いて曲げ試験を実施する方法にも関する。本方法においては、曲げ試料(12)が支持体(10a、10b)に当てがわれ、力(FS)が支持体(10a、10b)間で曲げ試料(12)に加えられる。

概要

背景

曲げ試験は、材料の機械的特性を決定するための標準的な方法として従来技術から公知である。曲げ試験の場合、通常は曲げ試料マウントに配置され、必要であればそこに固締される。その後、この曲げ試料は機械的荷重にさらされる。例えば、所定の方向に沿って連続的に増加する力に、または方向が交互に変化する力に、さらされる。この力によって引き起こされた変形、特に曲げ角度または破断角度、を測定することによって、試料の材料の機械的特性値直接測定または算出できる。

この曲げ試験の有用な変形例は、特に板片曲げ試験としての、所謂三点曲げ試験、または四点曲げ試験である。曲げ試料は、2つの支持体(最初の2つの点)に当てがわれる。曲げパンチまたは曲げレールを用いて、すなわち、接触点が1つの曲げパンチまたは曲げレール(三点曲げ試験)または接触点が2つの曲げパンチまたは曲げレール(四点曲げ試験)のどちらか一方を用いて、力が支持体間で曲げ試料に加えられる。支持体間の試料は、例えば三点曲げ試験において、曲げパンチまたは曲げレールによって加えられた力によって所定の開き角または曲げ角度を有するほぼV字形状に変形される。これにより、例えば、特性曲線が記録される。この場合、パンチの移動にわたって力が測定および評価される。

このような曲げ試験において、測定結果は支持体間の距離に依存する。この場合に問題となるのは、曲げ試験中、曲げ角度が増すにつれ両支持体に加わる力が極めて著しく増加するので、曲げ角度に伴い測定装置の撓みによって支持体間の距離が変化し得ること、ひいては測定値が歪むことである。より精確な測定結果を得るために、大きな力が加わったときでも、カウンタベアリング間の距離ができる限り一定に維持される必要がある。

ただし、同時に、多くの場合は、支持体間の距離は調整が可能であることが望ましい。この場合、支持体間のさまざまな距離は、特に、さまざまな試料の形状寸法および/または曲げパンチの形状寸法のために使用される。一試料形状寸法のための一連の測定においてもさまざまな距離が使用され得る。

特許文献1には、底板上に調整可能に配置された複数のベアリングブロック上に位置する複数の支持体を有する、曲げ試験を実施するための装置が記載されている。そのために、これらベアリングブロックは底板上の溝内に把持され、ネジ軸によって互いに向かって変位可能である。したがって、これらベアリングブロックを位置決めすることによって、支持体間の距離を設定できる。

概要

本発明は、底板(4)を有し、この底板(4)を介して接続されたカウンタベアリング(6a、6b)を有し、曲げ試料(12)を当てがうための支持体(10a、10b)を何れの場合も備えたベアリングブロック(8a、8b)を有し、力を曲げ試料(12)に加えるための曲げパンチまたは曲げレール(18)を有する、曲げ試験を実施するための装置に関する。従来技術からの諸欠点が回避されるばかりでなく、特に支持体間の距離(10a、10b)を精確且つ耐力的に設定できる、曲げ試験を実施するための装置(2)を明示するという技術的課題は、底板(4)に対して傾斜した接触面(14a、14b;16a、16b)を介してカウンタベアリング(6a、6b)とベアリングブロック(8a、8b)とを互いに当接させることによって解決される。本発明は、本発明による装置(2)を用いて曲げ試験を実施する方法にも関する。本方法においては、曲げ試料(12)が支持体(10a、10b)に当てがわれ、力(FS)が支持体(10a、10b)間で曲げ試料(12)に加えられる。

目的

本発明の基礎を成す従来技術からの技術的課題は、従来技術からの諸欠点を回避できるほか、特に支持体間の距離を精確且つ耐力的に調整できる、曲げ試験を実施するための装置および方法を明示することである

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

曲げ試験を実施するための装置であって、−底板(4)を有し、−前記底板(4)を介して接続されたカウンタベアリング(6a、6b)を有し、−曲げ試料(12)を当てがうための支持体(10a、10b)を何れの場合も備えた複数のベアリングブロック(8a、8b)を有し、−曲げ試料(12)に力を加えるための曲げパンチまたは曲げレール(18)を有する、装置において、−前記カウンタベアリング(6a、6b)および前記ベアリングブロック(8a、8b)は、前記底板(4)に対して傾斜した接触面(14a、14b;16a、16b)を介して互いに当接する、ことを特徴とする、装置。

請求項2

前記底板(4)に対して垂直方向および/または平行方向に前記ベアリングブロック(8a、8b)の位置を変化させる手段(20、22)が設けられ、前記傾斜した接触面(14a、14b;16a、16b)に沿って位置変化させることによって前記支持体(10a、10b)間の距離の変化をもたらすことができることを特徴とする、請求項1に記載の装置。

請求項3

前記カウンタベアリング(6a、6b)間にパンチ(20)が設けられ、前記パンチ(20)によって前記ベアリングブロック(8a、8b)の位置を前記底板に対して垂直方向に変化させることができるように、前記ベアリングブロック(8a、8b)が前記パンチ(20)上に載置されることを特徴とする、請求項1または2に記載の装置。

請求項4

−前記パンチ(20)は底面(32)に向かって傾斜した2つの支持面(34a、34b)を備え、−前記支持面(34a、34b)に適合化された底面(36a、36b)が前記ベアリングブロック(8a、8b)に設けられる、ことを特徴とする、請求項3に記載の装置。

請求項5

前記底板に対して垂直方向に前記ベアリングブロックの位置を変化させる手段として交換可能なインサート(22)が複数設けられ、前記インサート(22)は前記底板(4)と前記ベアリングブロック(8a、8b)との間、特にパンチ(20)と底板(4)との間、および/またはパンチ(20)とベアリングブロック(8a、8b)との間、に配置可能であることを特徴とする、請求項1または2に記載の装置。

請求項6

前記底板に対して垂直方向に前記ベアリングブロックの位置を変化させる手段としてスピンドル(38)が設けられ、前記スピンドル(38)は前記底板(4)と前記ベアリングブロック(8a、8b)との間、特にパンチ(20)と底板(4)との間、および/またはパンチ(20)とベアリングブロック(8a、8b)との間、に配置されることを特徴とする、請求項1または2に記載の装置。

請求項7

各カウンタベアリング(6a、6b)は、何れの場合も、前記底板に接続される部分(46a、46b)と少なくとも1つの支持板(44a、44b)とを備え、前記支持板(44a、44b)は対応する前記ベアリングブロック(8a、8b)に対して傾斜した前記接触面を提供することを特徴とする、請求項1〜6の何れか一項に記載の装置。

請求項8

前記底板に対して垂直方向に前記支持板(44a、44b)の位置を変化させる手段(22、38、54、56)が設けられることを特徴とする、請求項1〜3の何れか一項に記載の装置。

請求項9

前記底板に対して垂直方向に前記支持板の位置を変化させる手段(22、38、54、56)として複数のスピンドル(38)、複数のインサート(22)、および/または複数のパンチが設けられることを特徴とする、請求項1〜4の何れか一項に記載の装置。

請求項10

前記底板に対して垂直方向に前記支持板の位置を変化させる手段として水平方向に変位可能な楔要素(56)が少なくとも1つ設けられ、前記楔要素(56)は摺動要素(54)に係合し、前記摺動要素(54)は、前記少なくとも1つの楔要素(56)を変位させることによって前記底板(4)に対して垂直方向に前記摺動要素(54)の位置を変化させることができるように、前記楔要素に対して傾斜した接触面を備え、前記少なくとも1つの摺動要素(54)は、前記摺動要素(54)の位置が変化したときに前記底板(4)に対して垂直方向に前記支持板(44a、44b)の位置が変化可能であるように、前記支持板(44a、44b)に係合することを特徴とする、請求項1〜5の何れか一項に記載の装置。

請求項11

前記楔要素を水平方向に変位させるためのスピンドルが設けられることを特徴とする、請求項1〜5の何れか一項に記載の装置。

請求項12

プレテンショニング要素、特にばね要素(24)、が前記ベアリングブロック(8a、8b)間に設けられることを特徴とする、請求項1〜6の何れか一項に記載の装置。

請求項13

−前記カウンタベアリング(6a、6b)を少なくとも部分的に前記支持体(10a、10b)の接続線の方向に接続する、および/または−前記カウンタベアリング(6a、6b)を少なくとも部分的に前記支持体(10a、10b)の前記接続線の方向に前記底板(4)に接続する、接続手段(26)が設けられることを特徴とする、請求項1〜7の何れか一項に記載の装置。

請求項14

前記曲げ試料(12)を観察するための、および/またはパンチ(20)またはインサート(22)を交換するための、開口部(28、30)が接続手段(26)に設けられることを特徴とする、請求項8に記載の装置。

請求項15

請求項1〜12の何れか一項に記載の装置(2)を用いて曲げ試験を実施するための方法であって、−曲げ試料(12)が前記支持体(10a、10b)に当てがわれ、−力(FS)が前記支持体(10a、10b)間で前記曲げ試料(12)に加えられ、−前記曲げパンチまたは前記曲げレールの力(FS)と前記力が生じさせた前記曲げ試料(12)の曲げ角度とが必要に応じて測定される、方法。

技術分野

0001

本発明は、底板を有し、この底板を介して接続された複数のカウンタベアリングを有し、曲げ試料を当てがうための支持体を何れの場合も備える複数のベアリングブロックを有し、力を曲げ試料に加えるための曲げパンチまたは曲げレールを有する、曲げ試験を実施するための装置に関する。更に、本発明は、本発明による装置を使用して曲げ試験を実施するための方法に関する。

背景技術

0002

曲げ試験は、材料の機械的特性を決定するための標準的な方法として従来技術から公知である。曲げ試験の場合、通常は曲げ試料がマウントに配置され、必要であればそこに固締される。その後、この曲げ試料は機械的荷重にさらされる。例えば、所定の方向に沿って連続的に増加する力に、または方向が交互に変化する力に、さらされる。この力によって引き起こされた変形、特に曲げ角度または破断角度、を測定することによって、試料の材料の機械的特性値直接測定または算出できる。

0003

この曲げ試験の有用な変形例は、特に板片曲げ試験としての、所謂三点曲げ試験、または四点曲げ試験である。曲げ試料は、2つの支持体(最初の2つの点)に当てがわれる。曲げパンチまたは曲げレールを用いて、すなわち、接触点が1つの曲げパンチまたは曲げレール(三点曲げ試験)または接触点が2つの曲げパンチまたは曲げレール(四点曲げ試験)のどちらか一方を用いて、力が支持体間で曲げ試料に加えられる。支持体間の試料は、例えば三点曲げ試験において、曲げパンチまたは曲げレールによって加えられた力によって所定の開き角または曲げ角度を有するほぼV字形状に変形される。これにより、例えば、特性曲線が記録される。この場合、パンチの移動にわたって力が測定および評価される。

0004

このような曲げ試験において、測定結果は支持体間の距離に依存する。この場合に問題となるのは、曲げ試験中、曲げ角度が増すにつれ両支持体に加わる力が極めて著しく増加するので、曲げ角度に伴い測定装置の撓みによって支持体間の距離が変化し得ること、ひいては測定値が歪むことである。より精確な測定結果を得るために、大きな力が加わったときでも、カウンタベアリング間の距離ができる限り一定に維持される必要がある。

0005

ただし、同時に、多くの場合は、支持体間の距離は調整が可能であることが望ましい。この場合、支持体間のさまざまな距離は、特に、さまざまな試料の形状寸法および/または曲げパンチの形状寸法のために使用される。一試料形状寸法のための一連の測定においてもさまざまな距離が使用され得る。

0006

特許文献1には、底板上に調整可能に配置された複数のベアリングブロック上に位置する複数の支持体を有する、曲げ試験を実施するための装置が記載されている。そのために、これらベアリングブロックは底板上の溝内に把持され、ネジ軸によって互いに向かって変位可能である。したがって、これらベアリングブロックを位置決めすることによって、支持体間の距離を設定できる。

先行技術

0007

独国特許出願公開第31 01 422(A1)号

発明が解決しようとする課題

0008

ただし、ここで不都合な点は、一方では、2つのベアリングブロックをネジ軸によって互いに対して固定すると、初めに、ネジ接続に必然的に伴う若干の遊びが発生し得ることである。他方、曲げ試験の場合、両ベアリングブロックの高さを梃子としてネジ軸にも曲げ力による荷重がかかるので、曲げ力が大きくなると、支持体間の距離が変化する。従来、支持体間の距離の精確な調整性と支持体間の距離の高い耐力性または測定装置の高剛性との間で折り合いを付ける必要があった。

0009

本発明の基礎を成す従来技術からの技術的課題は、従来技術からの諸欠点を回避できるほか、特に支持体間の距離を精確且つ耐力的に調整できる、曲げ試験を実施するための装置および方法を明示することである。

課題を解決するための手段

0010

本発明の第1の技術的教示によると、この技術的課題は、装置に関しては、底板に向かって傾斜した接触面を介して互いに当接し合うカウンタベアリングと曲げブロックとによって解決される。

0011

本発明による装置は、複数のカウンタベアリングを備える。これらカウンタベアリングは底板を介して接続され、曲げ試験中に装置にかかる力を受け止めることができる。この場合、これらカウンタベアリングおよび底板の寸法および材料は、曲げ試験中の荷重に応じて設計され得る。底板とこれらカウンタベアリングとから成るユニットは、剛直に、特に調整不能に、設計される。

0012

曲げ試料を支持するための支持体は、ベアリングブロック上に配置される。曲げ試験の場合、これらベアリングブロックは、曲げ力を支持体からカウンタベアリングに伝達するために役立つ。このために、これらベアリングブロックは、装置のカウンタベアリング間に挿入される。

0013

本発明によると、カウンタベアリングとベアリングブロックとは、底板に向かって傾斜した接触面を介して互いに当接し合う。ベアリングブロックからカウンタベアリングへの力の伝達は、これら接触面を介してもたらされ得る。これら接触面が傾斜して設計されるという事実の結果として、曲げ試験中に曲げ装置に作用した力が改良された方法で吸収される。特に、接触面の傾斜は、曲げ試験中に伝達される力の大部分が接触面に対して常に垂直に作用するように設計される。この場合、底板からカウンタベアリングの傾斜した接触面までの角度を測定したとき、カウンタベアリングの傾斜した接触面は、底板に対して90°未満、特に70°と90°の間、好ましくは75°と85°の間、の角度を形成し得る。この場合、両カウンタベアリングの接触面同士は、底板を底面としてほぼV字形状の開き角を形成し得る。

0014

それぞれ寸法が異なる複数のベアリングブロックを用いることによって、ベアリングブロック間の距離、ひいては支持体間の距離、の変化を設定することが考えられる。ただし、本発明による装置の好適な一実施形態においては、ベアリングブロックの位置を底板に対して垂直方向および/または平行方向に変化させる手段が設けられる。カウンタベアリングおよびベアリングブロックの接触面が傾斜していることにより、底板に対して平行方向および/または垂直方向にベアリングブロックの位置を変化させることによって、支持体間の距離の変化をもたらすことができる。ベアリングブロックの位置を底板に対して垂直方向に変化させると、傾斜した接触面によってベアリングブロックの位置が底板に対して平行方向に変化し、ひいては支持体間の距離の変化も間接的にもたらされる。好都合なことに、ベアリングブロックとカウンタベアリングとの間の接触面を介して同じように力の伝達が可能であるので、支持体間の距離が変化した後も装置は引き続き同じ安定性および剛性を有する。底板に対して平行方向へのベアリングブロックの位置の変化は、支持体間の距離を直接変化させる。底板に対して平行方向のみへの支持体の位置の変化は、1つの実施形態によると、傾斜した接触面を用いて実現させることもできる。利点は、この場合、曲げパンチに対する試料の高さが変化しないことである。

0015

傾斜した接触面の角度として90°に近い角度を選択すると、より不安定な細目ネジの形態の機構またはその類似物を使用する必要がなく、カウンタベアリング間の距離の極めて精密な調整も可能になる。この場合、傾斜した接触面の角度は、底板に対して垂直方向への位置変化が伝達されて底板に対して平行方向への位置変化がもたらされるときの伝達比正接関数によって事前に規定する。ここで、底板に対する接触面の角度は70°と90°の間、特に75°と85°の間、が好ましい。例えば角度が80.54°であると、底板に対して垂直方向へのベアリングブロックの位置決めと平行方向への位置決めとの間の伝達比がほぼ4:1になる。底板および両カウンタベアリング、特に底板に対する接触面の角度、は対称に形成されることが好ましい。すなわち、底板および両カウンタベアリングの配置は鏡面対称面を有し、両カウンタベアリングの接触面の角度は等しい。この種の設計では、支持体間の距離を変化させた場合でも、装置の1回の位置合わせおよび曲げパンチまたは曲げレールの中央への位置決めの後、曲げパンチまたは曲げレールが両支持体に対してより一層中心に位置合わせされる。

0016

本発明による装置の別の実施形態においては、カウンタベアリング間にパンチが設けられ、その上に両ベアリングブロックが載置される。このパンチは、このパンチを用いて両ベアリングブロックの位置を底板に対して垂直方向に変化させることができるように、配置される。パンチを使用することによって、底板に対して垂直方向へのベアリングブロックの位置決めを精確に調整できる。この場合、底板上への支持のための底面と両ベアリングブロックを底板に対して少なくとも部分的に平行に支持するための表面とを備えたパンチを設けることができる。したがって、このパンチの挿入または引き抜きによって、底板に対して垂直方向への両ベアリングブロックの位置決めの調整も可能である。

0017

パンチの別の実施形態において、パンチは、底面に向かって傾斜した2つの支持面を備え、これら支持面に適合化された底面が両ベアリングブロックに設けられる。両ベアリングブロックの重量は、底面に対して傾斜した2つの支持面と相応に適合化された両ベアリングブロックとを介して、両ベアリングブロックの接触面に対して少なくとも部分的に垂直に作用する戻り力を両ベアリングブロックに及ぼすことができる。したがって両ベアリングブロックは、接触面を介して両カウンタベアリング上に保持される。

0018

本発明による装置の別の実施形態においては、底板に対して垂直方向に両ベアリングブロックの位置を変化させる手段として、底板と両ベアリングブロックとの間に配置することができる、交換可能なインサートが複数設けられる。これら交換可能なインサートは、両ベアリングブロックの明確に規定された平行オフセットをこれらインサートによって、これらインサートの厚さ全体にわたって、もたらすことができるように、少なくとも部分的に平行な2つの表面を備えることが好ましい。特に、インサートは、パンチと底板との間に、および/またはパンチと両ベアリングブロックとの間に、配置可能である。これらインサートの位置決めおよび角度比に応じて、カウンタベアリング間の距離がさまざまに変化する。

0019

特に、いくつかのインサートの利用が可能であり、特にそれぞれ寸法が異なる複数のインサートの利用が可能であるので、底板に対して垂直方向へのベアリングブロックの位置の変化、または支持体間の距離、を精確かつ柔軟に設定できる。これらインサートは金属薄板層で形成されることが好ましい。

0020

本発明による装置の別の実施形態においては、底板に対して垂直方向に両ベアリングブロックの位置を変化させる手段としてスピンドルが設けられる。このスピンドルは、底板と両ベアリングブロックとの間、特にパンチと底板との間、および/またはパンチと両ベアリングブロックとの間、に配置される。底板、パンチ、または両ベアリングブロックに設けられた対応する雌ねじ内に配置される、例えば雄ねじを備えた、スピンドルを使用すると、両ベアリングブロックの位置を底板に対して垂直方向に連続的に調整できる。特に、このスピンドルは、両支持体の接続線に対してほぼ垂直方向に、特に底板に対してほぼ垂直方向に、位置合わせされる。ここで、ほぼ垂直とは、90±10°の角度を意味する。したがって、曲げ試験中、小さな横力しかスピンドルに作用せず、装置の十分な剛性が保証される。

0021

本発明の別の実施形態によると、各カウンタベアリングは、底板に接続された部分と少なくとも1つの支持板とを備え、この少なくとも1つの支持板は、対応するベアリングブロックに対して傾斜した接触面をもたらす。底板に接続されたカウンタベアリングの部分は、曲げ試験中、力を底板に逸らすために役立ち、ひいては極めて高精度の測定を保証する。上記の各変形例とは異なり、支持板の交換によって、両支持体の位置を底板に対して平行方向にのみ簡単に変化させることができる。このために、各支持板はそれぞれ異なる厚さを有し得るので、支持体間または両ベアリングブロック間の距離を同時に変化させることができる。

0022

装置の別の実施形態により、底板に対して垂直方向に支持板の位置を変化させる手段が設けられると、支持板の傾斜した接触面によって、両支持体の位置ひいては両ベアリングブロックの位置を、支持体の高さを変えずに、水平方向にのみ変化させることができる。このために、支持板は、楔状断面領域を備えることが好ましい。

0023

別の実施形態によると、底板に対して垂直方向に支持板の位置を変化させる手段として少なくとも1つのスピンドル、少なくとも1つのインサート、および/または少なくとも1つのパンチを設けることができる。両支持板の位置を底板に対して垂直方向に直接変化させるために、複数のスピンドル、複数のパンチ、および複数のインサートを使用できる。複数のパンチ、複数のスピンドル、および複数のインサートを使用すると、両ベアリングブロックの位置を底板に対して垂直方向および平行方向に同時に変化させることも可能である。

0024

底板に対して垂直方向に両支持板の位置を変化させる手段として水平方向に変位可能な楔要素を少なくとも1つ設けることによって、本発明による装置の更なる改良が可能である。前記少なくとも1つの楔要素は、この楔要素に対して傾斜した接触面を備えた摺動要素係合するので、この楔要素を変位させることによってこの摺動要素の位置を底板に対して垂直方向に変化させることができる。この少なくとも1つの摺動要素は、この摺動要素の位置が変化したときに両支持板の位置が底板に対して垂直方向に変化し得るように、両支持板に係合する。楔要素および摺動要素によると、楔要素の位置変位が伝達されて底板に対して垂直方向への摺動要素の位置変化がもたらされるときの移動量の減少比によって、両支持板の位置の極めて精確な変化を利用できる。底板に対して垂直方向への両支持板の位置の極めて精確な変化により、底板に対して平行方向への両ベアリングブロックの極めて精確な変位が傾斜した両接触面によって直接もたらされる。

0025

別の実施形態によると、少なくとも1つの楔要素を水平方向に変位させるためのスピンドルを設けることによって、この楔要素を特に簡単に、同時に極めて精確に、変位させることができる。両ベアリングブロックの変位が極めて精確に行われるように、スピンドルの回転が伝達されて楔要素の移動がもたらされるときの減少伝達比の選択がスピンドルによって可能になる。両接触面が傾斜していることにより、両支持板は、発生した曲げ力の小部分しか摺動要素上に逸らさないので、曲げ試験中、大きな力もスピンドルに伝達されない。スピンドルと減少伝達比とを使用することによって、スピンドルの位置、ひいてはベアリングブロック相互間の距離、を簡単に設定でき、固定された関係に確実にロックできる。好都合なことに、この実施形態は、支持体間の距離をスピンドル上で直接読み取り可能にするために、読み取り装置をスピンドル上に設けることによって、更なる改良が可能である。

0026

したがって、例えば被動スピンドルを介して、両ベアリングブロックの位置決めを正確且つ再現可能に行うステップモータを複数設けることによって、上記の各実施形態を更に改良可能である。このスピンドルは、例えば複数のステップモータによって駆動可能である。特に、曲げ試験を自動的に実施する可能性がある。

0027

本発明による装置の別の実施形態においては、テンショニング要素、特にばね要素、が両ベアリングブロック間に設けられる。このようなテンショニング要素、例えばばね要素、または弾性材料製の要素は、両ベアリングブロックの接触面に少なくとも部分的に垂直に作用する戻り力を両ベアリングブロックに加える。したがって、両ベアリングブロックは接触面を介して両カウンタベアリング上に保持される。

0028

本発明による装置の別の実施形態においては、接続手段が設けられる。この接続手段は、両カウンタベアリングを少なくとも部分的に両支持体の接続線の方向に接続する、および/または両カウンタベアリングを少なくとも部分的に両支持体の接続線の方向に底板に接続する。このような接続手段によって、曲げ試験中、特に大きな力の場合に測定精度が高められるので、両カウンタベアリングおよび底板の配置の安定性および剛性または曲げ剛性を更に向上させることができる。したがって、両カウンタベアリングは、例えば複数の支柱または板を介して相互に支持し合うことが可能である。同様に、両カウンタベアリングと底板との接続は、例えば、両カウンタベアリングおよび底板に固締された板または交差させた支柱の形態の接続手段によって、更に支持され得る。両カウンタベアリングおよび底板への接続手段の接続は、特に、ピン止めまたはネジ込みによって、あるいは接着剤溶接、またはろう付け、またはこれらの組み合わせによる物質的結合によっても、確実に行うことができる。

0029

本発明による装置の別の実施形態においては、曲げ試料を観察するための、および/またはパンチまたはインサートを交換するための、開口部が接続手段に設けられる。対応する領域に開口部を設けることによって、両カウンタベアリングおよび底板の配置の安定性を、この配置のユーザの使い勝手に影響を及ぼすことなく、前述のように接続手段によって更に向上させることができる。

0030

本発明による装置の別の実施形態においては、両カウンタベアリングが底板に物質的結合によって接続される。本発明による装置は両カウンタベアリングの調整が不要であるため、物質的結合による接続は底板および両カウンタベアリングの配置の安定性を更に向上させることができる。特に、両カウンタベアリングと底板とを単一の構成要素にする、すなわち1つの部品で形成する、ことも可能である。ただし、両カウンタベアリングと底板とをそれぞれ別個の構成要素として製造し、その後、物質的結合による接続方法、例えば、溶接、接着、またはろう付け、によって接続することもできる。

0031

本発明による装置の別の実施形態においては、円筒セグメント状の表面、特にローラ、が支持体として設けられる。円筒セグメント状の表面は、曲げ試験中、曲げ角度の変化に拘らず、曲げ試料のために一様な、特にまっすぐな、支持面を提供するという利点がある。両支持体は、完全に円筒形の形状を有することもでき、特にローラとして回転可能に取り付けることもできる。

0032

本発明による装置の別の実施形態において、曲げパンチまたは曲げレールは、三点曲げ試験用に、特に板片曲げ試験用に、または四点曲げ試験用に、構成される。本発明による装置は、三点または四点曲げ試験の場合に特定の状況下で発生する高荷重に特に適している。曲げパンチまたは曲げレールは、三点曲げ試験と四点曲げ試験との間で曲げパンチまたは曲げレールの接触面を切り換え可能であるように、または曲げパンチまたは曲げレールの摩耗した接触面の交換も可能であるように、交換可能なプロファイルを有することもできる。

0033

本発明の第2の技術的教示によると、本発明による装置を用いた方法に関する上記の技術的課題は、曲げ試料が支持体に当てがわれ、力が両支持体の間で曲げ試料に加えられることによって解決される。

0034

本発明による装置に関して既に言及したように、これは、測定結果を左右する支持体間の距離を著しく変化させることなく、大きな力を受け止めるために特に適している。その結果、本発明による装置を用いると、加えられる力が大きい、特に大きな曲げ角度が得られる、曲げ試験を実施できる。曲げ角度が大きい場合、大きな力が両支持体の接続線に平行に生じる。この力は、両カウンタベアリングおよび両ベアリングブロックの傾斜した接触面によって都合よく受け止めることができる。したがって、本発明による装置を用いると、支持体間の距離がほぼ一定であるため、曲げ試験において高い測定精度を得ることができる。

0035

特に、本発明による方法では、曲げパンチまたは曲げレールの力と、この力によって生じた曲げ試料の曲げ角度とが測定される。したがって、曲げ試料の材料の力伝達経路の特性曲線が記録される。

0036

本発明による方法においては、曲げ試料のさまざまな試料形状寸法が考えられる。好適な一実施形態において、曲げ試料は板片形状、条片形状、または金属薄板形状を有する。したがって、曲げ試料の一方の表面を両支持体に当てがうことができ、三点または四点曲げ試験のための測定形状寸法が明確に規定される。すなわち、曲げ力のための各起点または各支持点が容易に指定される。

0037

本発明による方法の別の実施形態によると、曲げ試料を当てがう前に両ベアリングブロックの位置を変化させる手段によって支持体間の距離が設定される。したがって、特に、支持体間の距離は試料の形状寸法に適合化される。1つの所定の試料形状寸法に対して複数の異なる距離を用いて一連の測定を行うこともできる。本発明による装置を用いると、特に、大きな曲げ力に関して装置の安定性を損なうことなく、支持体間の距離の設定が可能であるので、特に正確な測定結果が得られる。

0038

本方法の更なる実施形態および利点に関しては、本発明による装置に関する上記説明ならびに図面を参照されたい。

図面の簡単な説明

0039

本発明による装置の第1の例示的実施形態を概略図で示す。
本発明による装置の第2の例示的実施形態を略側面図で示す。
本発明による装置の第3の例示的実施形態を概略図で示す。
本発明による装置の第4の例示的実施形態を概略図で示す。
曲げ試験中の支持体の概略詳細図である。
本発明による装置の別の例示的実施形態を概略図で示す。
本発明による装置の別の例示的実施形態を概略図で示す。
本発明による装置の別の例示的実施形態を概略図で示す。
本発明による装置の別の例示的実施形態を概略図で示す。

実施例

0040

図1は、本発明による装置2の第1の例示的実施形態を概略図で示す。カウンタベアリング6a、6bが底板4を介して互いに接続される。底板4とカウンタベアリング6a、6bとの間の接続は、例えばピン止めによって行うことができる。ただし、この接続は物質的結合であることが好ましい。底板4に対するカウンタベアリング6a、6bの配置は極めて剛直に設計され、調整可能である必要はない。すなわち、カウンタベアリング6a、6bは底板4上に取り外し不能に配置可能である。

0041

ベアリングブロック8a、8bがカウンタベアリング6a、6b間の空間に配置される。この配置において、ベアリングブロック8a、8bは、特に個別の構成要素であり、底板4およびカウンタベアリング6a、6bに対して交換可能または変位可能である。

0042

ベアリングブロック6a、6b上に支持体10a、10bが配置される。前記支持体10a、10bは、特に回転可能に取り付けられたローラの形状の、円筒セグメント状の外形を有する。支持体10a、10bは、特に2つの接触線または接触点を形成し、そこに、特に板片、条片、または金属薄板の形状を有する、曲げ試料12が当てがわれる。

0043

ベアリングブロック8a、8bは、底板4に対して傾斜した接触面14a、14bを介して、カウンタベアリング6a、6bの相応に傾斜した接触面16a、16bに当接する。接触面14a、14b及び16a、16bの角度は、図1にαで示されている。

0044

装置2は、鏡面に対して特に対称である。この目的のために、両カウンタベアリング6a、6bおよび両ベアリングブロック8a、8bは、何れの場合も、同じ形状寸法と同じ傾斜角αとを有することができる。この場合、鏡面は、カウンタベアリング10a、10b間に延びる。

0045

曲げ試料12に力を加えるために、曲げパンチまたは曲げレール18が設けられる。これは、力が支持体10a、10b間で曲げ試料12に加えられ、曲げ試料12が或る曲げ角度で変形されるように、配置される。

0046

この例示的実施形態において、曲げパンチまたは曲げレール18は、三点曲げ試験用に構成される。四点曲げ試験用に2つの接触点を曲げパンチまたは曲げレール18に設けることもできる。

0047

支持体10a、10b間の距離Δは、原則として、それぞれ寸法が異なる複数のベアリングブロック8a、8bによって設定可能である。ただし、支持体10a、10b間の距離Δを設定するために、底板4に対して垂直方向にベアリングブロック8a、8bの位置を変化させるための手段を用いることもできる。この例示的実施形態においては、パンチ20が、カウンタベアリング6a、6b間の底板4上に配置される。パンチ20は、特に、別個の構成要素であり、取り外すことも、または高さが異なる別のパンチ20に交換することもできる。パンチ20によってベアリングブロック8a、8bの位置を底板4に対して垂直方向に変化させると、傾斜した接触面14a、14b及び16a、16bによって、ベアリングブロック8a、8bの位置が底板4に対して平行方向にも変化し、ひいては支持体10a、10b間の距離Δも変化する。このように、角度αに応じてパンチ20の所定の高さによって距離Δを設定できる。

0048

角度αは、70°と90°の間、特に75°と85°の間、であることが好ましい。例えば、角度αが80.54°であると、底板4に対して垂直方向へのベアリングブロック8a、8bの位置決めと平行方向への位置決めとの間の伝達比が約4:1になる。この場合、高さ4mmのパンチ20は、距離Δを例えば1mm増加させる。

0049

さらに、ベアリングブロック6a、6bの位置を底板4に対して垂直方向に変化させるために、底板4とベアリングブロック6a、6bとの間に挿入可能なインサート22を複数設けることができる。これらインサート22は、図1に示されているように、パンチ20と底板4との間に、および/またはパンチ20とベアリングブロック8a、8bとの間に、配置可能である。特に、いくつかのインサート22を利用可能であり、特に寸法がそれぞれ異なる複数のインサート22を利用可能であるので、底板4に対して垂直方向へのベアリングブロック6a、6bの位置の変化、または支持体10a、10b間の距離Δ、を精確かつ柔軟に設定できる。特に、これらインサート22は、少なくとも部分的に平行な表面を備える。これらインサート22は、金属薄板状の層で形成されることが好ましい。

0050

装置2は、ベアリングブロック間に、例えばばね要素24の形態の、プレテンショニング要素を備えることもできる。その結果、プレテンションがベアリングブロック8a、8bに加えられるので、ベアリングブロック8a、8bは、接触面14a、14b及び16a、16bによって、カウンタベアリング6a、6bに押し付けられる。これにより、ベアリングブロック8a、8bとカウンタベアリング6a、6bとの間の遊びが回避されるので、支持体10a、10b間の距離Δの設定が特に正確になる。

0051

図2は、本発明による装置2の第2の例示的実施形態を略側面図で示す。ここで、装置2の構造は、図1に示されている例示的実施形態の構造と同一であるので、図2では、明瞭化のために、一部の参照符号が省略されている。図2に示されている装置2は、接続板26の形態の接続手段を備える。接続板26は、カウンタベアリング6a、6bを支持体10a、10bの接続線の方向に少なくとも部分的に接続し、カウンタベアリング6a、6bを少なくとも部分的に支持体10a、10bの接続線の方向に底板4に接続する。この配置において、接続板26は、曲げパンチまたは曲げレール18を使用するために装置2の最上部が開いているように、ベアリングブロック8a、8bの側面に位置する。特に、別の接続板(図示せず)を反対側に配置することもできる。このような接続手段26は、カウンタベアリング6a、6bおよび底板4の配置の安定性および剛性または曲げ剛性をさらに向上させることができる。これにより、特に、曲げ試験中の力が大きい場合に、測定精度が高まる。

0052

例えば、接続手段26は、開口部28、30を備えることができる。開口部28は曲げ試料を観察するために役立ち、開口部30はインサート22またはパンチ20の交換用に設けられ得る。

0053

図3は、本発明による装置2の第3の例示的実施形態を概略図で示す。ここでは、パンチ20が設けられる。パンチ20は底面32に向かって傾斜した2つの支持面34a、34bを備える。これら支持面34a、34bに適合化された底面36a、36bがベアリングブロック8a、8bに設けられる。傾斜した支持面34a、34bおよび底面36a、36bによって、ベアリングブロック8a、8bはその重量により接触面16a、16bに押し当てられ、ひいてはプレテンションが加えられる。したがって、支持体10a、10b間の距離Δを特に精確に設定できる。

0054

距離Δの設定は、特にインサート22を用いて、ベアリングブロック8a、8bの位置を変化させることによって行うことができる。図3に示されているように、インサート22は、パンチ20と底板4との間、および/またはパンチ20とベアリングブロック8a、8bとの間、に配置可能である。

0055

図4は、位置を変化させる手段としてスピンドル38が設けられた、本発明による装置2の第4の例示的実施形態を概略図で示す。スピンドル38はパンチ20と底板4との間に配置される。ベアリングブロック8a、8bの位置変化による距離Δの設定は、スピンドル38によっても可能である。底板4に対して垂直方向へのベアリングブロック8a、8bの位置は、スピンドル38を用いて連続的に設定可能である。スピンドル38は、底板に対してほぼ垂直に配置される。したがって、曲げ試験中、スピンドル38に作用するのは、小さな横力のみである。

0056

最後に図5は、力の比を明らかにするために、曲げ試験中の支持体10a、10bの概略詳細図を示す。ここには板片として示されている、曲げ試料12が最初に支持体10a、10bに当てがわれる。次に、曲げパンチまたは曲げレール18が、曲げ試料12の表面に接触するまで、下げられる。次に、曲げパンチまたは曲げレール18によって力FSが矢印の方向に支持体10a、10b間で曲げ試料12に加えられ、曲げ試料12は開き角βに変形される。図5には、曲げ試料12および曲げパンチまたは曲げレール18について連続的な変形が破線、一点鎖線、および実線で示されている。例えば、開き角βの連続的な測定が、特に曲げパンチまたは曲げレール18の位置および曲げパンチまたは曲げレール18の力FSに関して、行われる。

0057

曲げ試料12および曲げパンチまたは曲げレール18を示す実線の説明のために、支持体10a、10bに作用する力FAも示されている。この力は、曲げパンチまたは曲げレールの力FSによる変形に対する曲げ試料12の耐性によって生じる。既存の測定装置にとって問題であったことは、開き角βの縮小、すなわち曲げ角度の増大、に伴い、両支持体の接続線の方向に作用する成分FXが極めて大きくなり得ることであった。FXは、次式によって算出される。

0058

Fx=0.5*Fs*cot(β/2) …(式1)

0059

したがって、FXは、無限に向かってでも、角度βを小さくしようとする。したがって、支持体10a、10bは、対応する大きな力を、測定を左右する距離Δを著しく変化させることなく、受け止められる必要がある。

0060

これは、本発明による装置または本発明による方法によって実現される。特に、傾斜した接触面14a、14b及び16a、16bによって、ベアリングブロック8a、8bによる大きな梃子作用を生じさせることなく、力FAが受け止められるので好都合である。

0061

図6は、底板に対して平行方向にベアリングブロック8a、8bの位置を変化させる手段を有する、本発明による装置の一例示的実施形態を概略図で示す。図6に示されている例示的実施形態における両カウンタベアリングは、何れの場合も、底板に接続された部分46a、46bならびに支持板44a、44bを備える。支持板44a、44bは、何れの場合も、対応するベアリングブロック8a、8bに対して傾斜した接触面48a、48bを備える。ベアリングブロック8a、8b間の距離は、楔形状の断面領域を備えた支持板44a、44bを交換することによって、変化させることができる。また、インサート22によって支持板44a、44bの位置を底板4に対して垂直方向に変化させることができるので、インサート22の交換によってもベアリングブロック8a、8b間の距離を変化させることができる。

0062

図7は、インサート22の代わりにスピンドル38が設けられた、本発明による装置の別の例示的実施形態を概略図で示す。前記スピンドルは、支持板44a、44bの位置を底板4に対して垂直方向に変化させることができる。ベアリングブロックに対する支持板の接触面が傾斜していることによって、曲げ力の極めて小さな部分のみがスピンドル38に伝達されるので、曲げ試験中、スピンドル38は、例えば図示されていないスピンドルのロック機構を用いて、支持板44a、44bの位置を精確に維持できる。

0063

ベアリングブロック8a、8bとカウンタベアリングまたは支持板44a、44bとの間の傾斜した接触面は、支持板44a、44b間の距離が曲げパンチの方向に拡がっていくように、またはその逆に支持板44a、44b間の距離が曲げパンチの方向に狭まっていくように、延び得る。図8は、図7の例示的実施形態とは異なり、接触面14a、14bが曲げパンチ18の方向に傾斜しているため、支持板44a、44b間の距離が曲げパンチ18の方向に狭まっていく一例示的実施形態を示す。図7の例示的実施形態とは異なり、図8に示されているベアリングブロック8a、8b間の傾斜した接触面14a、14bにより、両スピンドル38は、曲げ試験中、引張応力を受ける。ここでは、例えば力ロック手段によって、スピンドル38をロックすることも可能である。

0064

最後に、図9は、底板に対して垂直方向に支持板の位置を変化させるための手段として、水平方向に変位可能な楔要素56が少なくとも1つ設けられた、一例示的実施形態を示す。前記楔要素56は、この楔要素56に対して傾斜した接触面を備えた摺動要素54に係合するので、この少なくとも1つの楔要素56の変位によって摺動要素54の位置を底板4に対して垂直方向に変化させることができる。この少なくとも1つの摺動要素54の位置が変化したときに支持板44a、44bの位置が底板に対して垂直方向に変化可能であるように、この少なくとも1つの摺動要素54は支持板44a、44bに係合する。本例示的実施形態において、楔要素56の移動はスピンドル38によって引き起こされる。楔要素56および摺動要素54の傾斜した接触面同士が係合しているため、楔要素56の移動により、少なくとも1つの摺動要素54の位置が底板に対して垂直方向に変化する。傾斜した両接触面と楔要素による摺動要素54の強制的な案内とによって、少なくとも1つの摺動要素54を用いた支持板44a、44bの位置の変化が特に簡単に可能になるばかりではない。楔要素56および摺動要素54の傾斜した両接触面によって楔要素56の水平移動が摺動要素54の鉛直移動に減少変換されることによって、摺動要素54の高さの調整を極めて精確に、例えばマイクロメートル範囲内で、実現することも可能である。

0065

ここには図示されていないが、スピンドル38は、支持体10a、10b間の距離を示す、ひいては設定された支持体間の距離に関するユーザ情報を直接与える、ディスプレイを備えることができる。楔要素56と摺動要素54との間に傾斜した接触面を用いることによって、ならびにスピンドル38のねじ山を増やすことによって、両ベアリングブロックの位置、ひいては両支持体10a、10bの位置、を極めて精確に設定できる。

0066

図6図9に示されている3つの例示的実施形態の何れにおいても、底板に接続されるカウンタベアリングの部分46a、46bは、例えば、押し込み式接続および/または圧力嵌め接続によって、または物質的結合によって、底板に接続される。押し込み式接続のためには、例えば、カウンタベアリングの部分46a、46bのピン止めが可能である。圧力嵌め接続は、例えば底板4との押し込み式接続および圧力嵌めへのネジ込みによって行うことができる。ただし、カウンタベアリングの部分46a、46bと底板との物質的結合による接続または一体形成も考えられる。同じことは、図1図4のカウンタベアリング6aおよび6bの接続にも勿論当てはまる

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