Titel: Ueber Prüfungsmaschinen für Metalle.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1889, Band 272 (S. 481–485)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj272/ar272079

Ueber Prüfungsmaschinen für Metalle.

Mit Abbildungen im Texte und auf Tafel 24.

Einer Abhandlung von M. Rudeloff im Stahl und Eisen, 1888 Nr. 12 * S. 809, über Festigkeits-Probirmaschinen im besondern zur Untersuchung der Zugfestigkeit von Metallen ist das Folgende entnommen.

Abgesehen vom Rahmengestelle besteht jede Prüfungs- bezieh. Zerreiſsmaschine aus dem Kraftübertrager oder Spannwerk, der Kraftmeſsvorrichtung, den Einspanntheilen für das Versuchstück, dem Dehnungsmesser und dem Schreibwerke. Mit diesem letzteren werden die Vorgänge während des Versuches in Schaulinien aufgezeichnet, in welchen die Dehnungen und gleichzeitigen Belastungsgröſsen zum Ausdrucke kommen.

Obwohl bei lothrechter Anordnung der Maschine störende Einflüsse gewisser Theile leichter zu beseitigen sind, so wird doch in neuerer Zeit wegen der unbeschränkteren räumlichen Ausbildung die wagerechte Anordnung der Maschine vorgezogen.

Für kleinere Kräfte, etwa bis zu 50t, ist das Schraubenspindeltriebwerk mit mechanisch betriebenem Vorgelege, schon wegen der gleichmäſsigen Kraftsteigerung vor dem Druckwasserbetrieb bevorzugt.

Bei Anwendung gröſserer Kräfte ist jedoch der Schraubenbetrieb wegen des geringen Wirkungsgrades bezieh. des zu groſsen durch die Reibung bedingten Kraftaufwandes unzulänglich, an dessen Stelle der Druckwasserbetrieb mittels Accumulatoren und Regulirvorrichtungen als Spannwerk tritt.

Als Kraftmesser dient die Hebelwage mit Laufgewichten oder als Federwage ausgebildet, die Druckzelle mit Manometervorrichtung und endlich die Druckzelle, welche durch den von der Stabbelastung herrührenden Flüssigkeitsdruck eine Wägevorrichtung bethätigt.

Der kraftmessenden Vorrichtung sollte niemals die Wirkung eines Spannwerkes zugewiesen werden, dieselbe soll stets prüfungsfähig sein und keine stoſsweise Rückwirkung auf das Probestück ausüben.

Die Hebelwage mit unmittelbarer Gewichtsbelastung entspricht am wenigsten dieser Bedingung, weil beim Zusetzen neuer Gewichtsstücke oder beim Auswechseln derselben Stöſse und Spannungsänderungen unvermeidlich sind. Laufgewichte, mechanisch wirkende Gewichtsaufleger Feder wagen und Manometervorrichtungen gestatten eine allmählich wachsende stoſsfreie Auswägung.

Die an der Bruchgrenze eintretende Spannungsabnahme können nur starke Federwagen bezieh. Pendelwagen anzeigen, weil alle anderen Meſsvorrichtungen in diesem Falle als Spannwerke eine beschleunigende Wirkung auf das Zerreiſsstück ausüben. Selbst bei Anwendung von Flüssigkeitsdruck können die Quecksilbersäulen im Manometerrohre nicht rasch genug den Spannungsänderungen folgen.

Im Allgemeinen ist es vortheilhaft. Kraftmesser und Spannwerk |482| getrennt anzuordnen, so daſs das Probestück zwischen beiden eingelegt ist. Es ist ferner höchst wichtig, daſs durch die Einspanntheile keine Biegungsspannungen im Versuchsstabe hervorgerufen werden. Eigentlich sollte die Prüfungsmaschine unabhängig vom Beobachter arbeiten, also das Versuchsergebniſs nicht durch Belastungsweise, Pumpenbewegung, Beanspruchungsdauer über die Elasticitätsgrenze hinaus beeinfluſst werden.

Obwohl die Prüfungsmaschinen mit Hebelwage sich gleich gut zum Messen groſser wie kleiner Kräfte eignen, so dürfte doch durch die unter groſsem Flächendrucke stattfindende Compression der Lagerschneiden, sowie durch die beim Hebelspiel auftretende Reibung eine Fehlerquelle entstehen, die Schwankungen im Hebelübersetzungsverhältnisse hervorzurufen vermag.

Nicht unerwähnt dürfte ferner der Umstand bleiben, daſs die durch das Schreibwerk angegebenen Schaulinien keine zu den Stabdehnungen proportionale Belastungen der Flächeneinheit des Stabquerschnittes, sondern bloſs absolute angeben, weil in Folge der Dehnung und Contraction des Versuchsstabes beständige Querschnittsänderungen auftreten.

Fairbank's Prüfungsmaschine für Zerreiſs- und Biegungsversuche.

Dieselbe besteht aus einer Plattform, welche als Brückenwage wirkend durch Vermittelung eines Hebelsystemes c (Fig. 1) sich auf das Grundgestell a stützt, ferner aus vier Standsäulen j (Fig. 2 und 3), in dessen oberem Querhaupte i zwei Hängeschrauben h sitzen, welche das Querstück B für den Versuchsstab s tragen, dessen unteres Ende in das Querstück C eingelegt ist, welches durch die Kraftschrauben h niedergezogen wird.

Weil nun die durch Riemen und Räder l bezieh. Schneckentriebwerk W bethätigten Kraftschrauben k im standfesten Grundgestelle a ihren Stützpunkt finden, hingegen die vier Standsäulen j auf der Brückenwage aufstehen, so wird jede Kraftäuſserung auf derselben am letzten Wägehebel zur Erscheinung kommen.

Die Gesammtverschiebung des kleinen Laufgewichtes g (Fig. 1) entspricht einem Drucke von 5t, hingegen jene des groſsen Gewichtes G einer Kraftäuſserung bis 50t auf der Brücke bezieh. Spannung im Versuchsstabe, so daſs sich die Wegstrecken dieser Laufgewichte wie 10 : 1 verhalten. Durch die selbsthätig vor sich gehende Verschiebung dieser Laufgewichte wird mittels Schneckentriebwerke eine Papiertrommel der Belastungszunahme entsprechend gedreht, während gleichzeitig ein Dehnungszeiger y (Fig. 3) den zeichnenden Stift bewegt.

In Folge Stromunterbrechung wird beim Bruche des Versuchsstabes nicht nur der Schreibstift stillgelegt, sondern auch der Betriebsriemen verlegt, indem die Anker w und K sich lösen.

Durch Verstellung des oberen Querstückes B mittels des Räderwerkes h3 wird diese Maschine für verschiedene Längen des Versuchsstabes |483| eingerichtet, während durch Zugabe eines Querträgers A mit Doppelspindel diese Maschine auch für Biegungsversuche geeignet wird.

Delaloë's Prüfungsmaschine mit hydraulischem Spannwerke und Hebelwage.

Der Versuchsstab P (Fig. 4 und 5) ist an die Kolbenstange eines festgelegten Druckwassercylinders D und an einem beweglichen Federgehäuse C eingespannt. Nach Le Genie civil, 1888 * S. 5, bezieh. Stahl und Eisen, 1888 Nr. 12 * S. 816, ist zwischen der Hebelwage und dem Versuchsstabe eine fünfpaarige Feder B eingeschaltet, welche sich an den Kolben x der Hebelstange stützt. Die Wage besteht aus dem Winkelhebel H1 und den Wägehebeln H2 und H3, welche ihre Stützpunkte in F1, F2 und F3 am Maschinengestelle finden und durch die Zugstangen z1 und z2 verbunden sind. Mit dem Laufgewichte L können 1000k, mit dem oberen L1 25t ausgewogen werden. Geprobt wird in der Weise, daſs die Laufgewichte L und L1 entsprechend der gröſsten zu erwartenden Zugspannung im Versuchsstabe eingestellt werden, während dann von einem mit Spindelkolben und Schneckentriebwerk bethätigten Wasserdruckwerk durch D1 nach D Preſswasser getrieben wird. Hierbei wird die Feder B zusammengedrückt und das Federgehäuse C verschoben. Mit diesem wird der Rahmen R (Fig. 5) gleichzeitig verstellt, in welchem durch den Dehnungszeigerhebel h eine Schreibtafel T gehoben, während mittels eines Zahnstangentriebwerkes S und r der Zeichenstift t gegensätzlich zu C bewegt wird. Hiernach gibt der Bogenzeiger g auf der festgelagerten Getriebswelle r das Maſs der Kraftäuſserung an, deren Angabe durch die Laufgewichte L und L1 stets sichergestellt werden kann. Durch den Dehnungszeiger h werden die Schaulinienordinaten 10fach übersetzt.

Wicksteed's Prüfungsmaschine.

Bemerkenswerth ist bei dieser Maschine stehender Anordnung (Fig. 6), die mit Laufgewichtauswägung und hydraulischem Kraftbetriebe wirkt, der Schaulinienzeichner (Fig. 7 und 8), bei welchem die im groſsen Druckwassercylinder F herrschende Pressung zur Verschiebung eines kleineren Kolbens R (Fig. 7) benützt wird, welcher die im Gehäuse E eingeschlossene Spiralfeder zusammenpreſst und hierdurch einen Zeichenstift P verschiebt.

Die Drehung der Papiertrommel D erfolgt durch den Dehnungszeiger J, G, H, dessen am Versuchsstabe S angebrachtes Seil, auf der unteren Klammer J festgemacht, über eine an der oberen Klammer J sich stützende Rolle und über gelenkige Rollenstützen G, H nach der Papiertrommel geführt ist, wodurch die Drehung dieser Trommel nur abhängig von der Stabdehnung wird.

Auf die Trommel D wird durch den Stift P der volle zur Anwendung gelangte Flüssigkeitsdruck gezeichnet.

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Ein Theil dieses Flüssigkeitsdruckes wird aber der Einwirkung auf den Versuchsstab S entzogen, welcher zur Ueberwindung der Reibung in den Dichtungsringen an F und R gebraucht wird. Um den störenden Einfluſs dieser Reibung wenigstens auf den kleinen kraftmessenden Kolben zu beseitigen, wird derselbe durch ein Rädervorgelege V während des Versuches in beständige Drehung versetzt.

Die Angaben des durch den Flüssigkeitsdruck wirkenden Schaulinienzeichners können aber beständig durch die Auswägung mittels des Laufgewichtes W am groſsen Hebel L verglichen und entsprechend abgemindert werden. Es gehört hiernach die Prüfungsmaschine Wicksteed's zu jenen mit hydraulischem Spann werke, Gewichtsauswägung und in Bezug auf das Schreibwerk mit hydrostatischer Kraftmessung (Engineering, 1886 Bd. 2 * S. 176 bezieh. Stahl und Eisen, 1888 Nr. 12 * S. 816).

Maillard's Prüfungsmaschine mit hydraulischem Spannwerke und hydrostatischer Kraftmessung.

Von der Maschinenfabrik Fourchambault in Nievre wurde schon vor 10 Jahren eine derartige Maschine ausgestellt (vgl. M. v. Pichler, Materialprüfungsmaschinen), bei welcher die Kraft durch ein Quecksilbermanometer angezeigt und die Dehnungen des Versuchsstabes mittels Kathetometers gemessen werden.

Der Druckwassercylinder C (Fig. 9) ist mittels Schildzapfen im Gestellbette A gelagert und durch zwei Federschrauben gestützt. An die Kolbenstange B ist mittels Gabel bolzen die Einspannvorrichtung mit dem Versuchsstabe angelenkt. In Führungen des Gestellbettes ist der jeweiligen Länge des Versuchsstückes entsprechend mit der Schraubet ein Schlitten S (Fig. 9 und 10) stellbar, in welchem das Mittelstück M wieder an Schildzapfen gelagert ist. Dieses bildet mit dem durch den Ring R angeschlossenen biegsamen Deckel aus Kautschuk eine Dose, welche mit dem Manometerrohre in Verbindung steht (Fig. 10).

An den Dosendeckel legt sich der Kolben E, welcher mit den Zapfen i in der das Mittelstück M übergreifenden Gabel G lagert, in welcher an dem stehenden Bolzen die Einspannöse des Versuchsstabes angehängt ist. Durch die bei C erfolgte Zuleitung von Kraftwasser wird die im Versuchsstabe auftretende Spannung durch das Gabelstück G auf den Kolben E übertragen, welcher sich auf den Dosendeckel stützt und der im Dosenraume eingeschlossenen Flüssigkeit jene Pressung ertheilt, welche durch das Manometer angezeigt wird. Nach gleichen Grundsätzen ist die Prüfungsmaschine von H. Thomasset in Paris gebaut (vgl. D. p. J., 1882 246 * 127 bezieh. Engineer, 1881 Bd. 51 * S. 41), nur daſs hierbei zwischen Versuchsstab und Flüssigkeitsdose noch ein übersetzender Winkelhebel eingeschaltet ist.

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Bei der Prüfungsmaschine von Emery (vgl. auch D. p. J., 1889 271 * 442) sind zwei mittels Rohrleitung unter einander verbundene Druckflüssigkeitszellen angebracht, von denen eine oder mehrere an der Maschine vom Versuchsstabe belastet wird, während die andere E (Fig. 11) diesen Druck aufnimmt und denselben auf eine Wage O übertragt, welche statt mit Schneiden mit Blattfedergelenken ausgerüstet ist, woselbst die Druckäuſserung mit den Gewichten g ausgewogen wird.

Pr.

[Anmerkungszeichen zu dieser Fußnote fehlt im Text.] |484|

Ueber Materialprüfungsmaschinen vgl. Williamson, 1882 244 * 41, Gravenstaden und Pohlmeyer, 1882 245 * 16, Thomasset, 1882 246 * 27 und Emery, 1889 271 * 442.

Anmerkungszeichen zu dieser Fußnote fehlt im Text.
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