Köberl, Bernd (Florianigasse 66/20, Wien, A-1080, AT)
Pardatscher, Herbert (Rieglgasse 8, Wien, A-1210, AT)
Vill, Markus (Bergsteiggasse 50/8, Wien, A-1170, AT)
Kollegger, Johann (Mühlengasse 23, Klosterneuburg, A-3400, AT)
Köberl, Bernd (Florianigasse 66/20, Wien, A-1080, AT)
Pardatscher, Herbert (Rieglgasse 8, Wien, A-1210, AT)
Vill, Markus (Bergsteiggasse 50/8, Wien, A-1170, AT)
| 1. | Verfahren zur Durchführung von Dauerschwingversuchen an einem Prüfkörper (7, 15, 18, 19, 20), dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkörper (7, 15, 18, 19, 20) in einem eine Federsteifigkeit aufweisenden System einer statischen Beanspruchung ausgesetzt wird und zusätzlich mittels eines Schwingungserregers (9) einer Schwinguhgsbeanspruchung ausgesetzt wird, wobei im System für die statische Beanspruchung ein geschlossener Kraftfluss erzeugt wird. |
| 2. | Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federsteifigkeit des Systems mit schwingenden Massen (12) zur Erzielung einer ersten Bigenfrequenz, die die Prüffrequenz bildet, abgeglichen wird, wobei entweder die Federsteifigkeit eingestellt wird und/oder die schwingenden Massen (12) vergrößert oder verkleinert werden, und dass der Dauerschwingversuch mit dieser ersten Eigenfrequenz durchgeführt wird. |
| 3. | Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Prüffrequenz des Dauerschwingversuches zwischen 5 und 100 Hz, vorzugsweise zwischen 25 und 50 Hz, eingestellt wird. |
| 4. | Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkörper (7, 15, 18, 19, 20) in einem eine hohe Steifigkeit aufweisenden Prüfrahmen (1) befestigt wird, wobei der Kraftfluss über den Prüfrahmen (1), den Prüfkörper (7, 15, 18, 19, 20) und über eine federnde Verbindung (10) geschlossen wird. |
| 5. | Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Steifigkeit des Prüfrahmens (1) mindestens 5 mal, vorzugsweise mindestens 10 mal, höher ist als die Steifigkeit des Prüfkörpers (7, 15, 18, 19, 20). |
| 6. | Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingungen mechanisch oder elektromechanisch verursacht werden. |
| 7. | Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung gedämpft wird. |
| 8. | Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein dynamischer Vergrößerungsfaktor, der die vom Schwingungserreger (9) erzeugte Kraft vergrößert, über ein im Kraftfluss vorgesehenes Dämpfungsglied (22) eingestellt wird. |
| 9. | Prüfvorrichtung für an einem Prüfkörper (7, 15, 18, 19, 20) durchzuführende Dauerschwingversuche nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: einen Prüfrahmen (1) mit zumindest einer Auflage zur Koppelung eines Prüfkörpers (7, 15, 18, 193 20) mit zumindest einem seiner Endbereiche, einer Belastungseinrichtung (1 1) zur Aufbringung einer Grundkraft auf den Prüfkörper (7, 15, 18, 19, 20), einer zwischen dem Prüfkörper (7, 15, 18, 19, 20) und dem Prüfrahmen (1) wirkenden Federeinrichtung (10), und einem mit dem Prüfkörper (7, 15, 18, 19, 20) mechanisch koppelbaren Schwingungserreger (9). |
| 10. | Vorrichtung nach Ansprach 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (10) einerseits über die Belastungseinrichtung (11) mit dem Prüfrahmen (1) und andererseits mit dem Prüfkörper (7) mechanisch gekoppelt ist, wobei der Schwingungserreger (9) vorzugsweise an der Koppelstelle zwischen der Federeinrichtung (10) und dem Prüfkörper (7) vorgesehen ist (Fig. 1). |
| 11. | Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger (9) als mechanischer Schwingungserreger ausgebildet ist und an einer zwischen der Federeinrichtung (10) und dem Prüfkörper (7) angeordneten Halteeinrichtung (8), wie einem Gehäuse, vorgesehen ist, wobei vorzugsweise an der Halteeinrichtung (8) Ausgleichsmassen (12) anbringbar sind (Fig. 1). |
| 12. | Vorrichtung nach Ansprach 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger als elektromechanischer Schwingungserreger ausgebildet ist und einerseits gegenüber dem Prüfrahmen (1) unbeweglich und andererseits über eine mechanische Koppelung mit dem Prüfkörper (7) sowie der Federeinrichtung (10) an der Koppelstelle der Federeinrichtung (10) mit dem Prüfkörper (7) gekoppelt ist (Fig. 4). |
| 13. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger (9) in Schwingungsrichtung mittels einer Führungsungseinrichtung geführt ist, vorzugweise gebildet von einer Aufhängevorrichtung (17) oder einer Linearführung (16), wie einem Gleitlager (Fig. 7, 9). |
| 14. | Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkörper (18, 19) mit einem Endbereich am Prüfrahmen (1) und mit dem anderen Endbereich über die Belastungseinrichtung (11) mit dem Prüfrahmen (1) gekoppelt ist, und dass der Schwingungserreger (9) über die Federeinrichtung (10) mit dem Prüfrahmen (1) gekoppelt ist und auf den Prüfkörper (18, 19) zwischen seinen Endbereichen einwirkt, wobei der Schwingungserreger (9) vorzugsweise als mechanischer Schwingungserreger ausgebildet ist (Fig. 10). |
| 15. | Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkörper (20) mit seinen Endbereichen mit dem Prüfrahmen (1) gekoppelt ist und zwischen seinen Endbereichen über mindestens eine Federeinrichtung (10), die einerseits am Prüfrahmen (1) befestigt ist und andererseits über die Belastungseinrichtung (11) mit dem Prüfkörper (20) gekoppelt ist, auf Biegung beansprucht ist (Fig. 12). |
| 16. | Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger (9) mit dem Prüfkörper (20) gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Ausgleichsmassen (12) gekoppelt ist (Fig. 12). |
| 17. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Federeinrichtung (10) von mindestens einem Zugglied oder Druckglied gebildet ist. |
| 18. | Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Prüfrahmen (1) und dem Schwingungserreger (9) eine Dämpfungseinrichtung (22) vorgesehen ist. |
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Durchführung von Dauerschwingversuchen an einem Prüfkörper sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Im Bauwesen und im Maschinenbau erfahren viele Konstruktionen durch eine wiederkehrende Belastung, selbst wenn diese weit unter der statischen Festigkeit des Materials liegt, Schädigungen des Materialgefüges. Bei ausreichend oft wiederkehrender Beanspruchung kann die fortschreitende Schädigung zu einem Ermüdungsversagen des Werkstoffes führen.
Konstruktionen, deren Ermüdungsverhalten bei der Bemessung zu berücksichtigen ist, werden entweder normgemäß dimensioniert oder es wird ein ausreichender Widerstand gegen Ermüdungsversagen durch Dauerschwingversuche nachgewiesen.
Dauerschwingversuche werden zum Beispiel für die Beurteilung des Ermüdungsverhaltens von Verankerungen von Schrägkabeln und Schrägseüen für Schrägkabel- bzw. Schrägseilbrücken sowie für Kopplungen von Spannkabeln bei vorgespannten Stahlbetonkonstruktionen herangezogen.
Untersuchungen zum Ermüdungsverhalten von Verankerungen an Schrägseilen werden in der Regel für 2 Millionen Lastwechsel durchgeführt. Die Oberlasten, die bei Schrägkabeln aus Parallellitzen 45% der Nennzugfestigkeit entsprechen, und die Akzeptanzkriterien richten sich nach den entsprechenden Normen, z.B. den PTI-Recommendations for stay cable design, testing and Installation. Die Schwingbreiten, mit denen die Versuche durchgeführt werden, richten sich nach den maximalen Schwingbreiten, die im Bauwerk auftreten können. Das Verhältnis zwischen den Schwingbreiten im Versuch und im Bauwerk wird für das Einzelbauwerk festgelegt und ist nicht normativ geregelt.
Das Ermüdungsverhalten wird von folgenden Faktoren beeinflusst:
- Ausbildung bzw. Verguss des Seilkopfes
- Korrosion
- Lokale Reibung
- Ausbildung der Sättel
- Umlenkungen innerhalb der Verankerungen
Die Ermüdungsversuche für Schrägkabel werden im Normalfall mit axialer Belastung durchgeführt. Die Winkeländerungen an den Verankerungsstellen, die sich durch Durchbiegungen der Fahrbahnplatte ergeben, wurden in Versuchen entsprechend simuliert. In Richtlinien wird auch die Möglichkeit dargestellt, die Seilverankerung während des Versuchs um einen definierten Winkel zu verdrehen.
Dauerschwingversuche an kleinen Bauteilen (Prüfkraflt bis ca. 2500 kN) können mit servo- hydraulischen Prüfvorrichtungen oder Hydropxύsanlagen mit hohen Frequenzen (20 bis 100 Hertz) durchgeführt werden. Für große Bauteile, wie z.B. Schrägkabelverankerungen, die eine Grundkraft über ca. 2500 kN erfordern, reduziert sich die Prüffrequenz bei servo- hydraulischen Prüfanlagen auf ca. 1 Hertz. Hydropulsanlagen werden von den Prüfgeräteherstellern nur im Kraftbereich bis maximal 2500 kN angeboten. Derzeit gibt es in Europa drei große Anlagen, an welchen Dauerschwingversuche für große Bauteile, wie z.B. Schrägkabel, durchgeführt werden können.
In der Prüfvorrichtung der Technischen Universität München werden drei statische Zylinder zum Aufbringen der Grundkraft und drei Zylinder zum Aufbringen der dynamischen Belastung eingesetzt. Die schwingende Belastung wird durch das Aus- und Einfahren der drei Zylinder für die dynamische Belastung erzeugt. Mit dieser Vorrichtung werden Prüffrequenzen in der Größenordnung von 1 Hertz erreicht. Ein Versuch für 2 Millionen Lastwechsel dauert demnach ca. 23 Tage. Das Ein- und Ausfahren der Zylinder wird über servo-hydrauiische Steuerventile bewerkstelligt und erfordert einen hohen Energieeinsatz, vorwiegend zur Kühlung des Hydrauliköls.
Eine zweite Prüfanlage befindet sich bei der Eidgenossischen Materialprüfanstalt in Dübendorf, Schweiz. Die Grundkraft wird mit hydraulischen Pressen aufgebracht. Die schwingende Belastung wird durch das servo-hydraulisch gesteuerte Ein- und Ausfahren von hydraulischen Pressen aufgebracht. Die erzielbare Prüffrequenz liegt deshalb in der Größenordnung von 1 Hertz. Es ergeben sich dieselben Nachteile wie oben dargelegt.
Die dritte Prüfvorrichtung befindet sich am Laboratoire central de ponts et chaussees, Frankreich. Die Grundkraft wird mittels drei hydraulischer Pressen auf den Prüfkörper (Länge ca. 5,20 m) und auf ein Behelfskabel (Länge 13,80 m) aufgebracht. Die schwingende Belastung wird mit kleinen dynamischen Pressen erzeugt. Dadurch sind geringfügig höhere Prüffrequenzen als bei der Prüfanlage der Technischen Universität München und der EMPA möglich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Prüfvorrichtung zu schaffen, die Dauerschwingversuche mit wesentlich höheren Frequenzen und mit einem niedrigeren Energieeinsatz als bei den bekannten Ausführungen ermöglichen.
Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig dadurch gelöst, dass der Prüfkörper in einem eine Federsteifigkeit aufweisenden System einer statischen Beanspruchung ausgesetzt wird und zusätzlich mittels eines Schwingungserregers einer Schwingungsbeanspruchung ausgesetzt wird, wobei im System für die statische Beanspruchung ein geschlossener Kraftfluss erzeugt wird.
Vorzugsweise wird die Federsteifigkeit des Systems mit schwingenden Massen zur Erzielung der ersten Eigenfrequenz, die die Prüffrequenz bildet, abgeglichen, wobei entweder die Federsteifigkeit eingestellt wird und/oder die schwingenden Massen vergrößert oder verkleinert werden, und wird der Dauerschwingversuch mit dieser ersten Eigenfrequenz durchgeführt.
Erfindungsgemäß gelingt es bei hohen Grundlasten — wie z.B. über 2500 IcN - mit im Vergleich zum Stand der Technik hohen Frequenzen zu prüfen; vorzugsweise wird eine Prüffrequenz des Dauerschwingversuches zwischen 5 und 100 Hz, insbesondere zwischen 25 und 50 Hz, eingestellt.
Eine bevorzugte Variante ist dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkörper in einem eine hohe Steifigkeit aufweisenden Prüfrahmen befestigt wird, wobei der Kraftfluss über den Prüfrahmen, den Prüfkörper und über eine federnde Verbindung geschlossen wird.
Hierbei ist zweckmäßig die Steifigkeit des Prüfrahmens mindestens 5 mal, vorzugsweise mindestens 10 mal, höher als die Steifigkeit des Prüfkörpers.
Vorzugsweise werden die Schwingungen mechanisch oder elektromechanisch verursacht.
Eine zweckmäßige Variante ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung gedämpft wird.
Hierbei wird vorteilhaft ein dynamischer Vergrößerungsfaktor, der die vom Schwingungserreger erzeugte Kraft vergrößert, über ein im Kraftfluss vorgesehenes Dämpfungsglied eingestellt.
Eine Prüfvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch die Kombination folgender Merkmale gekennzeichnet: einen Prüfrahmen mit zumindest einer Auflage zur Koppelung eines
Prüfkörpers mit zumindest einem seiner Endbereiche, - einer Belastungseinrichtung zur Aufbringung einer Grandkraft auf den
Prüfkörper, einer zwischen dem Prüfkörper und dem Prüfrahmen wirkenden
Federeinrichtung, und einem mit dem Prüfkörper mechanisch koppelbaren Schwingungserreger.
Zweckmäßig ist die Federeinrichtung einerseits über die Belastungseinrichtung mit dem Prüfrahmen und andererseits mit dem Prüfkörper mechanisch gekoppelt, wobei der Schwingungserreger vorzugsweise an der Koppelstelle zwischen der Federeinrichtung und dem Prüfkörper vorgesehen ist.
Gemäß einer bevorzugten Variante ist der Schwingungserreger als mechanischer Schwingungserreger ausgebildet und an einer zwischen der Federeinrichtung und dem Prüfkörper angeordneten Halteeinrichtung, wie einem Gehäuse, vorgesehen, wobei vorzugsweise an der Halteeinrichtung Ausgleichsmassen anbringbar sind
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserreger als elektromechanischer Schwingungserreger ausgebildet ist und einerseits gegenüber dem Prüfrahmen unbeweglich und andererseits über eine mechanische Koppelung mit dem Prüfkörper sowie der Federeinrichtung an der Koppelstelle der Federeinrichtung mit dem Prüfkörper gekoppelt ist
Bei einer liegenden Anordnung der Prüfvorrichtung ist zweckmäßig der Schwingungserreger in Schwingungsrichtung mittels einer Führungsungseinrichtung geführt, vorzugweise gebildet von einer Aufhängevorrichtung oder einer Linearführung, wie einem Gleitlager.
Zur Prüfung eines Umlenksattels für ein Schrägkabel ist die Prüfvorrichtung dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkörper mit einem Endbereich am Prüfrahmen und mit dem anderen Endbereich über die Belastungseinrichtung mit dem Prüfrahmen gekoppelt ist, und dass der Schwingungserreger über die Federeinrichtung mit dem Prüfrahmen gekoppelt ist und auf den Prüfkörper zwischen seinen Endbereichen einwirkt, wobei der Schwingungserreger vorzugsweise als mechanischer Schwingungserreger ausgebildet ist.
Eine Prüfvorrichtung für Biege-Dauerschwingversuche ist dadurch gekennzeichnet, dass der Prüfkörper mit seinen Endbereichen mit dem Prüfrahmen gekoppelt ist und zwischen seinen Endbereichen über mindestens eine Federeinrichtung, die einerseits am Prüfrahmen befestigt ist und andererseits über die Belastungseinrichtung mit dem Prüfkörper gekoppelt ist, auf Biegung beansprucht ist, wobei zweckmäßig der Schwingungserreger mit dem Prüfkörper gegebenenfalls unter Zwischenschaltung von Ausgleichsmassen gekoppelt ist
Für die Federeinrichtung bieten sich sowohl Zugglieder als auch Druckglieder an.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand der in den Fig. 1 bis 13 dargestellten unterschiedlichen Ausführungsformen näher erläutert.
Es zeigt:
Fig. 1 eine erfindungs gemäße Prüfvorrichtung für Dauerschwingversuche in einer stehenden Anordnung zur Prüfung einer Verankerung eines Schrägkabels (Die Schwingbeanspruchung wird mittels eines mechanischen Unwuchterregers aufgebracht).
Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1.
Fig. 3 eine zweite Ausfuhrungsform der Prüfeinrichtung in einer stehenden Anordnung zur Prüfung einer Spanngliedkopplung (Die Schwingbeanspruchung wird mit zwei elektromechanischen Schwingungserregern aufgebracht).
Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV der Fig. 3 und Fig. 5.
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V der Fig. 3 und Fig. 4.
Fig. 6 den Grundriss einer dritten Ausführungsform der Prüfvorrichtung in einer liegenden Anordnung zur Prüfung einer Spanngliedkopplung (Die Schwingbeanspruchung wird mittels eines mechanischen Unwuchterregers aufgebracht. Die Konstruktion zur Aufnahme des Unwuchterregers, der Zusatzmassen und der beiden Verankerungen ist nach oben mit Stahlseilen abgehängt.).
Fig. 7 einen Schnitt längs der Linie VII-VII der Fig. 6.
Fig. 8 den Grundriss einer vierten Ausführungsform der Prüfvorrichtung in einer liegenden Anordnung zur Prüfung einer Verankerung eines Schrägkabels (Die Schwingbeanspruchung wird mittels eines mechanischen Unwuchterregers aufgebracht. Die Stahlkonstruktion zur Aufnahme des Unwuchterregers, der Zusatzmassen und der beiden Verankerungen ist auf einem Gleitlager gelagert).
Fig. 9 einen Schnitt längs der Linie IX-IX der Fig. 8.
Fig. 10 eine fünfte Ausführungsform der Prüfvorrichtung zur Prüfung eines Sattels eines
Schrägkabels (Ein Sattel dient zur Umlenkung eines Schrägkabels im Pylon einer
Schrägkabelbrücke).
Fig. 1 1 einen Schnitt längs der Linie XI-XI in Fig. 10. Fig. 12 eine sechste Ausführungsform der Prüfvorrichtung zur Prüfung eines Balkens aus
Stahlbeton (Die Grundkraft wird mit vier hydraulischen Pressen auf die vier
Federeinrichtungen und den Prüfkörper aufgebracht). Fig. 13 einen Schnitt längs der Linie XIII-XIII in Fig. 12.
Ein Prüfrahmen 1, gebildet von zwei vertikal gerichteten Längssäulen 2, die mit Querhäuptern 3, 4 oben und unten zu einem Rahmen verbunden sind, ist auf einem Fundamentblock 5 montiert. Zwischen dem oberen und unteren Querhaupt 3, 4 ist mittig und parallel zu den Längssäulen 2 eine Prüfanordnung 6 vorgesehen, gebildet von einem am unteren Querhaupt 4 fixierten Prüfkörper 7, einer mit dem Prüfkörper 7 gekoppelten Halteeinrichtung 8 für einen Schwingungserreger 9 und einer mit der Halteeinrichtung 8 gekoppelten Federeinrichtung 10, ausgebildet als Zugseil. Das obere Ende des Zugseiles 10 ist mit dem oberen Querhaupt 3 über einen Hydraulikzylinder 11, wie eine hydraulische Presse, gekoppelt. Zwischen dem Querhaupt 3 und dem Hydraulikzylinder 11 ist ein Dämpfungselement 22 vorgesehen.
An der Halteeinrichtung 8, die als den Schwingungserreger 9 aufnehmendes Gehäuse ausgebildet ist, können Zusatzmassen 12 zur Einstellung der ersten Eigenfrequenz — die die Prüffrequenz bildet — montiert werden.
Der Schwingungserreger 9 ist als mechanischer Unwuchterreger, wie er z.B. aus "Baudynamik praxisgerecht" von Rainer Flesch, Bauverlag GmbH, Wiesbaden und Berlin, bekannt ist, ausgebildet.
Bei dem Prüfkörper 7 handelt es sich um ein Stück eines Schrägseiles, das an seinen Enden mit Verankerungen 13, die ebenfalls bzw. eigentlich der Prüfung unterzogen werden, versehen ist.
Die Steifigkeit des Prüfrahmens 1 ist mindestens 5, vorzugsweise 10 mal größer als die der Prüfanordnung 6. Der Prüfrahmen 1 bildet mit der Prüfanordnung 6, d.h. dem Prüfkörper 7, dem Schwingungserreger 9 mit der Halteeinrichtung 8 und dem als Federeinrichtung wirkenden Zugseil 10, ein System, das eine bestimmte Federsteifigkeit aufweist, wobei der Kraftfluß im System geschlossen ist.
Das dynamische System befindet sich während des Versuches im Resonanzzustand (d.h. in der ersten Eigenfrequenz). Diese erste Eigenfrequenz bzw. die Eigenkreisfrequenz hängt im Wesentlichen von der Steifigkeit der Federeinrichtung 10, des Prüfkörpers 7, der Halteeinrichtung 8 und des Prüfrahmens 1 sowie von der Massenbelegung des Systems ab. Die erste Eigenfrequenz des Systems kann über die Länge und Dicke des Zugseiles 10 und die Masse des Schwingungserregers 9 sowie über die Zusatzmassen 12 bei der Koppelstelle zwischen Prüfkörper 7 und Zugseil 10 eingestellt werden. Somit ist es möglich, durch die richtige Wahl der Zusatzmassen 12 und der Dehnsteifigkeit des Zugseiles 10 die Prüffrequenz zwischen 5 und 100 Hertz zu variieren.
Die Erregerkraft des mechanischen Unwuchterregers hängt von den rotierenden Massen und von der eingestellten Drehzahl ab. Diese Erregerkraft wird durch den dynamischen Vergrößerungsfaktor im Resonanzzustand vervielfacht (z.B. für eine Dämpfung gleich 1% auf das 50-fache).
Die wesentlichen Vorteile dieser Prüfeinrichtung bestehen in der sehr großen Prüfgeschwindigkeit und im geringen Energiebedarf während der Versuche im Vergleich zu den herkömmlichen Anlagen. Die Energiekosten zum Betrieb und zur eventuellen Kühlung des Schwingungserregers 9 betragen nur einen Bruchteil der Kosten für den Betrieb und die Kühlung eines Hydraulikaggregates. Die Dauer der Prüfung reduziert sich für 2 Millionen Lastwechsel bei einer Frequenz von 40 Hertz auf 13,9 Stunden gegenüber 23 Tagen bei einer Frequenz von 1 Hertz.
Gemäß der in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Ausführungsform ist ein auf elektromechanischer Basis arbeitender Schwingungserreger 9 vorgesehen, der am Fundamentblock 5 für den Prüfrahmen 1 abgestützt ist und über einen Querträger 14 mit dem Zugseil 10 und dem Prüfkörper 7 gekoppelt ist. Der Prüfkörper ist von zwei Spanngliedstücken, die mit einer Koppelung 15 verbunden sind, gebildet.
Schwingungserreger 9 auf mechanischer (gegenläufig rotierenden Massen) und auf elektromechanischer Basis sind im angestrebten Prüfbereich von 5 bis 100 Hertz und für die erforderlichen Kräfte am Markt erhältlich.
Die Anordnung der Prüfvorrichtung kann sowohl stehend als auch liegend sein und richtet sich nach den Gegebenheiten der Prüfhalle. Bei einer liegenden Anordnung muss der Schwingungserreger 9 entsprechend gelagert werden, damit eine Bewegung in
Längsrichtung des Prüfkörpers 7 gegeben ist. Dies kann durch eine entsprechende rollende oder gleitende Lagerung, wie in den Fig. 8 und 9 dargestellt, oder eine Abhängung 17 gemäß den Fig. 6 und 7 realisiert werden.
Die Fig. 10 und 11 zeigen eine Prüfvorrichtung zur Prüfung eines Sattels 18 für ein Schrägseil 19. Der Schwingungserreger 9 ist am Sattel 18 befestigt und die Federeinrichtung 10 - ebenfalls ein Zugseil 10 - ist in Schwingungsrichtung ausgehend von der Koppelung mit dem Sattel 18 zum Prüfrahmen 1 gerichtet und mit diesem ebenfalls gekoppelt. Die Zugkraft wird hier mit einer hydraulischen Presse 11 auf das beiderends mit dem Prüfrahmen 1 gekoppelte Schrägseil 19 aufgebracht.
In den Fig. 12 und 13 ist ein Prüfrahmen 1 zur Durchführung eines Dauerschwingversuches an einem auf Biegung belasteten Träger 20, wie einem Stahlbetonträger, veranschaulicht. Die die Biegung bewirkende Kraft wird von hydraulischen Pressen 11 3 die an den Träger 20 quer übergreifenden Querträgern 21 gelagert sind, aufgebracht, wobei zwischen den hydraulischen Pressen und dem Prüfrahmen 1 Federelemente 10, z.B. Zugstäbe, vorgesehen sind, über die der Kraftfluß geschlossen ist.
Zwischen dem Träger 20 und dem Prüfrahmen 1 ist in Wirkungsrichtung der über einen mechanischen Schwingungserreger 9 atifgebrachten Schwingung ein Dämpfungselement 22 vorgesehen. Zusatzmassen 12 sind hier zwischen dem Schwingungserreger 9 und dem Träger 20 vorgesehen.
Als Federelemente 10 können — wie beschrieben — Zugseile bzw. Zugstäbe (aus Stahl oder Kunststoff, gegebenenfalls faserverstärkt) aber auch Druckstäbe eingesetzt werden.