Titel: Zugfestigkeitsprüfer für Papier, Gespinnste u. dgl.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1889, Band 273 (S. 163–168)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj273/ar273032

Zugfestigkeitsprüfer für Papier, Gespinnste u. dgl.

Mit Abbildungen auf Tafel 9.

Zugfestigkeitsprüfungen geben nicht allein Aufschluſs über die Festigkeitseigenschaften des fertigen Erzeugnisses, sondern ermöglichen auch ein Urtheil über die bei der Herstellung derselben angewendeten Arbeitsmethoden, ob dieselben von Vortheil oder Nachtheil für die Veränderung |164| der Festigkeitseigenschaften des angewendeten Rohmaterials gewesen sind. In neuerer Zeit finden Zugfestigkeitsprüfungen eine immer gröſsere Aufnahme und ist deren Vornahme besonders bei Behörden und groſsen Gesellschaften für Lieferungen zum Theil Bedingniſs. Die Folge davon ist, daſs man auch bemüht gewesen ist, die Apparate zur Ausführung derartiger Prüfungen möglichst zu vervollkommnen, gleichzeitig aber auch derart zu vereinfachen, daſs ihre Handhabung eine möglichst leichte ist. Es sei deshalb gestattet, im Nachstehenden Zugfestigkeitsprüfer, welche für Prüfungen von Papier, Gespinnsten, Geweben u. dgl. Anwendung finden, einer näheren Betrachtung zu unterziehen.

Der erste hier zu nennende und in den Fig. 9 bis 11 Taf. 9 dargestellte Apparat rührt von Alexander Wendler her und ist Gegenstand des D. R. P. Kl. 42 Nr. 39189 vom 6. Oktober 1886. Derselbe gestattet ein direktes Ablesen der Dehnung und Bruchbelastung und hat die nachfolgende Einrichtung.

Der Apparat besteht im Wesentlichen aus zwei parallelen, auf Metallblöcken ruhenden Schienen, auf welchen ein kleiner zweirädriger Wagen läuft. Die Achse dieses Wagens ist auf der einen Seite mit der kräftigen Spiralfeder R verbunden, auf der anderen Seite sitzt die Klemme f. Hier wird bei der Prüfung ein Ende des Versuchsstückes eingespannt. Das andere Ende wird von der gleichartigen Klemme d ergriffen und durch Antrieb der Schraubenspindel B bis zum Reiſsen gespannt.

Nach dem Einspannen und bevor der Versuch beginnt, muſs die Länge des Versuchsstückes genau ermittelt werden, und es muſs der feststehende Nullstrich des Maſsstabes M mit dem beweglichen Nullstrich der Marke g, und andererseits der Nullstrich von Maſsstab h mit dem von Marke n zusammenfallen. Um die erstgenannten Nullpunkte in Uebereinstimmung zu bringen, hält man durch Anziehen der Schraube l die Zugfeder auf dem Punkte fest, welchen sie im Zustande der Unthätigkeit einnimmt, und rückt das auf der Schiene gleitende Metallstück g hart an den mit einem Kniestücke an der Wagenachse befestigten Schlepper c an. Jetzt bezeichnet der Nullstrich auf g die Stelle, auf welcher bei vollständig mangelnder Kraftwirkung der Nullstrich des Maſsstabes M stehen muſs. Durch Schrauben kann der Maſsstab, falls er nicht schon dort stehen sollte, an diese Stelle gerückt werden, von welcher die Abmessung der Kraftwirkung ihren Anfang nimmt.'

Um die Nullstriche des Maſsstabes h und der Marke n in Uebereinstimmung zu bringen, kann man die Verbindung der Schraubenspindel H mit der Schraubenmutter im Zahnrade E lösen, so daſs sich erstere ohne Zeitverlust verschieben läſst. Diese Loslösung geschieht in einfacher Weise durch eine Drehung der am Rade E befindlichen Kapsel G um etwa 45°, wobei die Spindel vom Eingriffe des zweitheilig ausgeführten Muttergewindes befreit wird. Dann verschiebt man die |165| Spindel H mit dem Querstücke K so lange, bis die Nullstriche von h und n zusammenfallen, und macht dann durch Wiedereinsetzen der Mutterschraubentheile auch die zweite Klemmvorrichtung unbeweglich.

Nun kann man das Versuchsstück zwischen f und d fest und straff einspannen. Die wellig gestalteten Klemmbacken beider Mäuler sind mit feinem Leder überzogen, so daſs stärkste Reibung entsteht und der einmal eingespannte Gegenstand nicht wieder herausgleiten kann. Sitzt derselbe mit mäſsiger Spannung fest, so löst man auch die Hemmung der Feder R und bewirkt die Spannung durch Drehung des Rades E' oder, bei genaueren Untersuchungen, durch Drehung der Kurbel F.

Wenn das Versuchsstück reiſst, verharrt nicht allein Spindel H, sondern auch der Wagen mit Feder R fest auf dem zuletzt innegehabten Platz. Dies wird dadurch erreicht, daſs in die Zahnstange k zwei Sperrklinken s und s1 eingreifen. So lange die Feder angezogen wird, gleiten sie lose über die Verzahnung, fassen aber sofort ein, wenn die Feder nach Ueberwindung des vom Versuchsstücke gebotenen Widerstandes zurückschnellen will. Um störende Erschütterung zu verhüten, sind die beiden Sperrklinken differenzirt. Wenn nämlich die eine Klinke sich fest gegen einen Zahn stemmt, ruht die andere locker auf dem schrägen Rücken eines anderen Zahnes. Der Rückgang der Feder nach erfolgtem Risse wird dadurch auf kleinste Maſse verringert.

Auf dem Maſsstabe M ergibt jetzt der Abstand der beiden Nullstriche die Gröſse der zum Zerreiſsen des Versuchsstückes aufgewendeten Kraft. So viele Einheiten dort notirt sind, so viele Kilo waren zum Zerreiſsen erforderlich. Die Marke n notirt auf der Scala h die Gröſse der Dehnung in Procenten. An beiden Stellen gibt also der Apparat direkte und absolute Gröſsen, welche eine Umrechnung entbehrlich machen. Wie man aus dem ermittelten Kraftwerthe die Reiſslänge berechnet, ist mehrfach erläutert worden und kann wohl als bekannt gelten.

Die Dehnung wird durch folgende Vorrichtung ermittelt.

Wenn die Feder R dem Zuge des von der Schraubenspindel bewegten Prüfungsstückes folgt, stöſst der Schlepper c die Marke g vor sich her. Stand letztere beim Beginne der Spannung auf dem Nullpunkte der Scala M, so muſs ihr Stand nach erfolgtem Risse den Werth der angewendeten zum Dehnen und Zerreiſsen des Stückes erforderlichen Kraft angeben.

Genau den gleichen Weg wie das auf der Schiene sich bewegende Gleitstück g legt aber auch das gleichartige, damit verbundene Gleitstück, auf welchem Scala h befestigt ist, zurück. Es begleitet also beim Antriebe der Spindel die Marke n ein gutes Stück. Die Marke n aber, welche am Querstücke K festsitzt und dem unelastischen Zuge der Schraubenspindel folgt, muſs noch einen um so viel längeren Weg zurücklegen, als das Stück sich unter der Spannung dehnt. Der Abstand |166| der beiden Nullstriche von g und n ergibt also das Maſs der Dehnung, und zwar in Millimeter. War z.B. die Einspannlänge 250mm und der Dehnungszeiger n gibt am Maſsstabe h 5mm, so haben wir auf 250mm Einspannlänge 5mm Dehnung, also 2 Proc.

Dem Apparate sind mehrere Zugfedern beigegeben, von denen die schwächeren für feine leicht zerreiſsbare Objekte, die stärkeren dagegen für stärker zu belastende Versuchsstücke anzuwenden sind.

Um die Federn auszuwechseln, zieht man die am Wagen befestigte Federbrücke o gegen den Wagen an. Dadurch wird eine kleine Spiralfeder, welche zwischen Wagen und Brücke die Zugstange umschlieſst, zusammengepreſst, zwei Ausschnitte im Lager der Brücke gleiten aus ihrem Schütze von zwei vorragenden Schraubköpfen heraus, und durch eine Viertelsdrehung der Brücke kann man diese selbst und die Feder vom Wagen loslösen. Nun zieht man den Wagen nebst der Führungsstange aus der cylindrischen Oeffnung der Gestellwand C heraus, nimmt die Feder ab und setzt die andere ein, indem man dieselben Hantirungen in umgekehrter Reihenfolge ausführt.

Zur Nachprüfung der Federkraft wird jedem Apparate die oberhalb von Aufriſs und Grundriſs gezeigte Vorrichtung beigegeben, welche eine Art Wage darstellt, an deren einem Balken (L) die Feder zieht, während an einem anderen, rechtwinkelig dazu stehenden Balken L2 mittels des Hakens t Gewichte angehängt werden. Um diese Vorrichtung anzubringen, wird die an der Spindel E befindliche Klemme d entfernt, die Verbindungsschraube q gelöst, das noch aus dem Querstücke vorragende Ende der Spindel zurückgeschoben und die Verbindungsschraube wieder angezogen. An Stelle des Prüfungsstückes tritt die Stange r, welche mit einem Ende statt der Klemme f am Wagen e befestigt wird, mit dem anderen, als Haken ausgebildeten Ende am Hebel L1 ansetzt.

Die Feder muſs regelrecht eingelegt sein, der zugehörige Kräfte-bezieh. Millimetermaſsstab muſs mit seinem Nullpunkte unter der Marke des Gleitstückes stehen. Werden an dem wagerechten Schenkel L2 Gewichte angehängt, so wird sich die Feder ausdehnen und demzufolge sich der senkrechte Schenkel L1 an das Querstück K legen. Durch Drehung des Handrades E bei eingerückter Mutter bewegt man das Querstück mit gespannter Justirvorrichtung nach dem Handrade zu, bis der obere Schenkel L1 wieder senkrecht einsteht, d.h. bis sich die Feder der Hebelbelastung entsprechend ausgedehnt hat.

Beim Anhängen der verschiedenen Gewichte muſs die Feder sich Jedesmal bis zu einer bestimmten Stelle ausdehnen, welche mit dem entsprechenden Kräftemaſsstabpunkte zusammenfällt. Sollte dies im Laufe der Zeit nicht mehr der Fall sein, so ist es nöthig, sich eine Correctionstabelle anzufertigen. Mit Hilfe dieser leicht herzustellenden Tabelle erzielt man dieselben Ergebnisse wie vorher.

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Die Wendler'schen Apparate, mit deren Vertrieb sich die Firma Fromme und Kroseberg in Berlin befaſst, sind vielfach eingeführt unter anderem besitzt die Kgl. Prüfungsanstalt zu Charlottenburg deren fünf und die Kaiserl. Reichsdruckerei einen solchen.

Der zweite hier zu nennende Festigkeitsprüfer rührt von M. M. Schlumberger, Sohn und Comp. in Mühlhausen i. E. her und ist in deren Etablissement in Anwendung gekommen. Das Bulletin de la Société de Mulhouse gibt von dem in den Fig. 12 bis 14 Taf. 9 dargestellten Apparat folgende Beschreibung: Das Versuchsstück wird in die beiden Klemmen h1 h2 eingespannt, deren eine h2 mit einer Stange in Verbindung gebracht ist, welche einen Kolben k trägt, der sich in einem mit dem auf der Fundamentplatte c angeordneten Lagerstücke a2 verbundenen Cylinder führt. Die Kolbenstange ist über diesen Cylinder hinaus um die Länge des letzteren verlängert und besitzt an ihrem Ende eine Scheibe, welche einer Spiralfeder l als Widerlager dient, die den Kolben umgibt und sich gleichzeitig gegen dessen Träger a2 anlehnt. Die zweite Klemme h1 trägt eine Spindel e, welche in einem als Mutter ausgebildeten, im Lager a1 angeordneten Futter ihre Führung erhält und mit Hilfe desselben von der Kurbel f aus unter Vermittelung des Triebes g und des auf der Mutter sitzenden Zahnrades d in der einen oder anderen Richtung bewegt werden kann. Die beiden Lagerständer h1 h2 sind durch zwei Traversen b1 b2, deren erste zwei Gleitbahnen trägt, in welchen sich der Maſsstab, auf welchem die Dehnung und Belastung abzulesen ist, führt, verbunden.

Beim Verwenden des Apparates wird nach dem Einspannen des Versuchsstückes der Maſsstab an die Klemmbacke h2 herangeschoben und somit die Marke m mit dem Nullpunkte der Scala n, welche die Belastung angibt, in Uebereinstimmung gebracht und die Stellung des am Wagen h1 sitzenden Nonius auf der Scala p vermerkt. Beim Drehen der Kurbel (also einem Anspannen des Versuchsstückes), wird der Wagen h2 den Maſsstab vor sich herschieben und ihn beim Bruche desselben stehen lassen, während er zurückgehen wird. Damit das letztere nicht plötzlich erfolgt, ist der den Kolben k enthaltende Cylinder mit Oel gefüllt, welches bei Bewegung des Kolbens von rechts nach links der Zeichnung durch ein im Kolben vorgesehenes Ventil denselben passiren kann, beim Bruche des Versuchsstückes aber ein Zurückschlagen des Wagens h2, wie es die Feder l veranlaſst, verhindert.

Der Weg des Wagens (Klemme) h2 ergibt sich aus der Belastung der Feder l, und es wird somit der Maſsstab n mit Hilfe von m die Anzahl der Kilogramm anzeigen; die Scala p dagegen, auf welcher sich der Nonius o um ein Stück bewegt, welches gleich ist Belastung und Dehnung, der Maſsstab sich aber auch um den Betrag der Belastung verschiebt, wird direkt die Dehnung angeben.

Auf der mit Papier umspannten Trommel q werden gleichzeitig |168| Dehnung und Belastung des Versuchsstückes graphisch linear aufgezeichnet werden.

Soll der Apparat für viele Versuche Verwendung finden, so wird der Kurbelantrieb fg durch einen Maschinentrieb mit selbstthätiger Ausrückung ersetzt.

Ein dritter hierher gehörender Apparat des durch den Bau von Zugfestigkeitsprüfern bekannten Oskar Leuner in Dresden ist 1888 270 * 165 bereits beschrieben und sei auf denselben hiermit verwiesen.

H. Glafey.

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