Titel: Ueber Prüfungsmaschinen für Metalle.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1892, Band 285 (S. 169–175)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj285/ar285042

Ueber Prüfungsmaschinen für Metalle.

Mit Abbildungen.

Unter den neueren Prüfungsmaschinen für Metalle sind solche mit unmittelbarer gewaltiger Einwirkung und von bedeutenden Abmessungen, sowie einige mit eigenthümlichen Wäge- und Messvorrichtungen bemerkenswerth.

Ch. Kellogg's Prüfungsmaschine Phönix für 1200 t Zug und Druck.

Diese von der Phönix Iron Company in Phönixville, Pennsylvanien, gebaute Prüfungsmaschine für die unmittelbare Bestimmung der Zug- und Druckfestigkeit bezieh. Bruchfestigkeit ganzer Constructionstheile, ist eine vergrösserte Nachbildung einer bereits früher von Ch. Kellogg für die Union Bridge Company in Athens, Pa., gezeichneten Maschine für 600 t Zugkraft. Nach Engineering News vom 10. Januar 1891 * S. 42 wirkt diese Prüfungsmaschine mit Presswasser von 50,6 at Spannung unmittelbar durch einen Kolben von 1628 mm Durchmesser bezieh. 20800 qc Fläche auf der Druckseite und mittels vier Kolbenstangen von 216 mm Stärke bezieh. einer Kolbenfläche von

(20800 – 4 . 366) = 19336 qc Querschnitt

auf der Zugseite, auf einen beweglichen Spannkopf mit einem grössten Hube von 1830 mm ein.

Textabbildung Bd. 285, S. 169
Obwohl die Maschine für eine Wasserpressung zu 50 k/qc bemessen ist, so kann dieselbe unbedenklich auf 56 k/qc gesteigert werden, wodurch die grösste Zugkraft von 976 t auf 1083 t und die Druckkraft von 1050 t auf 1165 t erhöht werden kann.

Sowohl der Kolben, als auch die vier Kolbenstangen werden nicht durch Bramah's Lederstulpringe, sondern mit Hanf nach Art gewöhnlicher Stopfbüchsen abgedichtet, wobei sich herausgestellt hat, dass mit steigender Wasserpressung die Kolbenreibung sich abmindert, was dem Durchflusse einer schwachen Wasserschicht zugeschrieben wird. In der kleineren Maschine in Athens wurde dieser Reibungswiderstand zu ⅓ vom Hundert der vollen Kolbenkraft bestimmt. Bemerkens werth ist die Bauweise des in Fig. 1 und 2 dargestellten Cylinders a mit Deckeln b, c und Kolben d, Theile, die sämmtlich aus Stahl von der Chester Foundry and Machine Company in Chester, Pa., ausgeführt worden sind.

Der 2300 mm lange Cylinder a mit 76 mm Wandstärke ist durch drei ebenso starke Zwischenrippen versteift, während die 101 mm starken Aussenflanschen durch 63 mm starke Winkelrippen versichert sind.

Beide Cylinderdeckel b und c haben Halbkugelform und sorgfältige Rippenversteifung. Sie werden mittels je eines Kupferringes und 40 Stück 50 mm-Stiftschrauben abgedichtet.

Textabbildung Bd. 285, S. 169
In den Deckeln münden die 76 mm weiten Wasserleitungsröhren e, sowie die zu den Quecksilbermanometern führenden Verbindungsröhren f. Ausserdem sind an jeder Cylinderseite 20 mm weite Entlüftungsröhren g vorgesehen. 80 Stück 50,8 mm starker gedrehter Stahlschrauben h verbinden den Cylinder mit den beiden 23,77 m langen Hauptträgern i, wobei die 80 Schraubenlöcher in die Stegwand |170| der Träger bloss auf 47,6 mm gebohrt und hierauf auf das genaue Bolzenmaass von 50,8 mm ausgerieben wurden.

Die Blechträger i (Fig. 3 und 4) finden ausser am Kraftcylinder noch auf sieben Querträgern k von 4570 mm Länge, die auf ebenso viel Grundsockeln aufliegen, eine entsprechende Unterstützung, während Seitenstreben l eine genügende Versteifung besorgen. Die Blechträger sind aus Stahlblech und Winkelstahlen von den Phönix Iron Works ausgeführt.

Die zwei 1308 mm hohen Träger stehen in einer Mittelentfernung von 2070 mm und erhalten ausser dem Cylinder und den Seitenstreben keine weitere Verbindung, als durch die sieben Querträger k. Jeder dieser Hauptträger i besteht aus einem mittleren Stegbleche von 914 mm Höhe und 15,875 mm (⅝ Zoll) Dicke, an dem vier Winkelstahle, 152 : 152 mm und 19 mm stark, angesetzt sind. An diese sind je zwei Gurtbleche, 457 : 19 und 9,6 mm lang, angenietet.

Textabbildung Bd. 285, S. 170
Zwischen die Winkelschenkel sind ferner an das mittlere Stegblech zwei Seitenbleche von 914 mm Höhe und 19 mm Stärke angeschlossen, während innen und aussen, zum Theil die Gurtwinkel überdeckend, vier Bleche von 457 mm Höhe und 25,4 mm Dicke in einem Abstande von 152 mm schienenartig angenietet sind.

Textabbildung Bd. 285, S. 170
Durch diese fünf Blechlagen sind zwei Reihen Löcher von 255 mm Durchmesser eingefräst, deren Höhenabstand 609,5 mm und deren Lochmittelentfernung 457 mm (18 Zoll) beträgt, und zwar sind in jeder Reihe 33 solcher Bohrungen vorhanden.

Wie aus der Gesammtanordnung dieser Maschine (Fig. 5 bis 7) zu ersehen ist; werden diese Löcher gebraucht, um den linken Spannkopf in einfacher Weise festzustellen, indem vier Kegelbolzen von aussen durch die Träger in den Spannkopf eingesetzt werden, während der an die vier Kolbenstangen m angeschlossene Zugkopf n auf zwei 152 mm starke Rundstangen o sich führt; die an der inneren Trägerseite in Lagerböckchen sitzen.

Verbunden ist der Zugkopf n (Fig. 6 und 8) mit den vier Kolbenstangen m mittels gewöhnlicher Muttern; derselbe besitzt einen Mittelschlitz von 114 mm Breite und eine Querbohrung von 266,7 mm Durchmesser für den Bolzen p des Versuchsstückes. Es ist einleuchtend, dass dieser durch das Auge des Versuchsstabes geführte Bolzen in die Mittelachse des Cylinders a fällt; um welche im regelmässigen Geviert von 510 mm Abstand die vier Kolbenstangen m (Fig. 8) angeordnet sind.

Um die Einbringung dieses Verbindungsbolzens zu erleichtern, sind in den Hauptträgern i auch zwei entsprechende Bohrungen q vorgesehen (Fig. 5).

Der Spannkopf (Fig. 9 bis 12) besteht aus zwei gesonderten Stücken, welche durch vier 216 mm starke Schraubenbolzen r verbunden sind, welche die gleiche Anordnung wie die Kolbenstangen m haben.

Im vorderen Theile s (Fig. 12) wird mittels eines 266,7 mm starken Querbolzens t der Versuchstab eingespannt, nachdem dieser Theil mittels der Mutterräder u durch ein Mittelgetriebe entsprechende Anstellung gefunden hat.

Durch diese Theilung wird nicht nur eine bequemere Einstellung ermöglicht, sondern auch der Rückschlag aufgefangen, der im Augenblicke des Bruches des Versuchsstabes unvermeidlich auftritt. Zu diesem Behufe ist in der Mittelachse am vorderen Theile s ein 152 mm starker Rundstab v eingeschraubt, der durch ein Bremslager w im Haupttheile x läuft. Je nach Bedarf wird nun der Deckel dieses Bremslagers w mehr oder weniger stark angezogen und hierdurch beim Rücklaufe des Spannkopfes der Stoss aufgefangen. Selbstverständlich machen die vier Verbindungsbolzen r mit ihren Mutterrädern diese rückläufige Bewegung des Spannkopfes mit.

Diese Radmuttern u haben 549 mm Theilkreisdurchmesser und 68 Zähne, während das Muttergewinde bei 216 mm Bohrung drei Gänge auf den engl. Zoll erhält.

Zur Feststellung dieses Haupttheiles und zur Verbindung mit den Hauptträgern werden vier Kegelzapfen y (Fig. 11) von 255,3 mm Durchmesser eingesteckt, während zur Verlegung des ganzen Spannwerkes vier Laufrollen z vorhanden sind.

Bemerkenswerth ist ein Zerreissversuch mit einem Stahlstabe von einem Querschnitte 266,7 : 47,6 mm und 7772 mm Länge vor dem Versuche, während die Länge von Mitte zu Mitte Bolzen nach erfolgtem Bruche auf 9144 mm gestiegen und der Bruchquerschnitt von 119,35 qc auf 62,255 qc abgemindert wurde, welches einer Querschnittsverengung von 0,52 oder 52 Proc. entsprechend wäre.

Innerhalb der geraden Schaftlänge von 6400 mm wurde |171| die Verlängerung des Versuchstabes zu 1256 mm bestimmt, so dass ein Verlängerungsverhältniss 1256 : 6400 = 0,196 bezieh. 19,6 Proc. entsteht.

Textabbildung Bd. 285, S. 171
An der Elasticitätsgrenze betrug die Gesammtbelastung 238140 k und die Inanspruchnahme des normalen Querschnittes von 119,35 qc zu 1995 k/qc.

Die Bruchgrenze wurde bei einer Gesammtzugkraft von 421848 k erreicht, was einer Bruchbelastung des normalen Querschnittes zu 3534 k/qc und einer Bruchspannung des verengten Bruchquerschnittes von 6776 k/qc entsprechen würde.

L. Delaloe's Prüfungsmaschine für 50 t Spannungsäusserung.

Dieses Maschinensystem, welches in den Grundzügen bereits früher (1889 272 * 482) beschrieben worden ist, zeigt in einer neueren Ausführung nach Revue générale de Mécanique appliquée, 1891 Bd. 1 * S. 41, manche bemerkenswerte Neuerung. Namentlich wird der Handbetrieb für das Spannwerk als vortheilhaft angeführt, was bei einer Maschine bis zu 50 t grösste Druckäusserung eine Kraftstärke von 12 k am Handsternrade voraussetzt.

Es ist ja nicht zu leugnen, dass man hierdurch gewissermaassen mehr mit dem Gefühl die Triebkraft mit der Spannung im Probestabe in Uebereinstimmung bringen kann, es dürfte aber auch eine Prüfungsmaschine mit 50 t Kraftstärke schon die obere Grenze für den Handbetrieb darstellen.

Als Pressflüssigkeit dient Valvoline, die im Spannwerke den Kolben im Cylinder D bewegt, durch dessen Kolbenrohr D1 die Klauenstange H durchgeht, die vermöge einer Spindelmutter U am freien Kolbenboden entsprechende Einstellung erhalten kann.

Eine starke, gewundene Feder über D1 verschiebt die Klauenstange H bei abgestelltem Flüssigkeitsdrucke nach rechts.

Der Cylinder D ist mittels zweier Flügel an die Rahmenstäbe B angesetzt, welche mit den Gestellfüssen A und den unteren Verbindungsstangen C den eigentlichen Rahmen der Maschine bilden hilft.

An der hinteren Rahmensäule B1 ist der Cylinder E mit 3,5 bis 4 l Inhalt für die Betriebsflüssigkeit angeordnet.

Textabbildung Bd. 285, S. 171
Der hierzu dienende Taucherkolben E1 wird durch eine Schraubenspindel eingepresst, welche im Arbeitsgange vermöge eines Schraubenradtriebwerkes RQ durch das Handrad T, im Rücklaufe aber unmittelbar durch das Sternrad S bethätigt werden kann, wobei das im Schraubenrade R vorgesehene Klinkwerk sich selbsthätig aushebt.

Während die an der Kolbenstange H angesetzte Spannklaue G sich an den Rahmenstäben B und B1 führt, wird die unmittelbar am Druckcylinder F angesetzte Spannklaue G1 sammt diesem von den Stäben B frei getragen.

In diesem Cylinder F ist durch einen darin spielenden Kolben eine bestimmte Menge Druckflüssigkeit abgefangen, welche auf einen kleinen Indicatorkolben wirkt, wodurch die Flüssigkeitsspannung durch Federkraft und Zeichenstift in bekannter Art aufgezeichnet wird. An der nach aussen geführten Kolbenstange von F ist eine Gabel I angeschlossen, die auf den kurzen Schenkel eines Winkelhebels K wirkt, der den ersten Theil der Wage bildet. Die Querachse dieses Winkelhebels liegt in Lagerpfannen, welche an den Rahmenstangen B sich befinden. Ein an dem Seitenhebel P befindliches Regulirgewicht beeinflusst die gesammte Wägevorrichtung.

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Das Gehänge L stellt die Verbindung mit dem Mittelhebel M her, auf welchem mittels des Läufergewichtes X die 100 k gemessen werden, während das am Oberhebel O laufende Reitergewicht V zum Messen der 1000 k bestimmt ist. Ein Ausgleichungsgewicht Y und ein Schnurtriebwerk vervollständigen die Ausrüstung des oberen Wägehebels.

Einfach gestaltet sich das Zeichenwerk für die Schaulinien. Durch den mit dem Druckcylinder in Verbindung stehenden wagerechten Indicatorkolben wird durch eine daran angesetzte Zahnstange ein Getriebe und damit der Zeiger am Zifferblatte g gedreht, an dessen Zeigerwelle eine Schnur aufgewickelt und dadurch der Zeichenstift f nach rechts bewegt wird.

Während Zeigerblatt und Tragrahmen e für die Zeichentafel auf dem feststehenden Spannbacken G1 aufgestellt sind, wird der Dehnungszeiger an die Marken des Versuchstabes mittels Spitzschrauben angesetzt. Derselbe besteht aus dem Winkelhebel dbc (Fig. 13 und 14) und dem Lenkerhebel b1 c, wodurch mittels Schnurtrieb die Zeichentafel lothrecht gehoben wird.

Textabbildung Bd. 285, S. 172
Im Verlaufe der Dehnung des Probestabes findet daher eine wagerechte Verschiebung des Zeichenstiftes f und eine gleichzeitige winkelrecht dazu geführte Verschiebung der Zeichentafel statt.

Weit einfacher stellt sich das Zeichnen der Schaulinien bei Verwendung eines gewöhnlichen Dampfmaschinenindicators mit reducirter Kolbenfläche bezieh. entsprechend verstärkter Feder.

Prüfungsmaschine Grafenstaden für 25 t Spannungsäusserung.

Diese von der Elsässischen Maschinenbau-Gesellschaft Grafenstaden gebaute Prüfungsmaschine stehender Anordnung für 25 t Spannung und hauptsächlich zu Zerreissversuchen bestimmt, kann gleichwohl zu Druck- und Biegeversuchen in Anwendung kommen.

Das aus einer starken Schraubenspindel B (Fig. 16 bis 20) mit angesetztem Kreuzkopfe bestehende Spannwerk wird vermöge einer stehenden Mittelwelle D durch ein übersetzendes oberes Stirnradpaar C dadurch angetrieben, dass die mit dem Zahnrade verbundene Spindelmutter in einem Kammlager kreist. Durch Vermittelung einer Klauenkuppelung L können die Vorgelegewellen K, F und M für den Antrieb des Spannwerkes in Verwendung kommen, wobei die letztere (M) bloss für die Rücklage des Spannkopfes B bezieh. für kleine Zugkräfte eine minutliche Geschwindigkeit des Kopfes B von 115 mm ermöglicht. Für 10000 k Zugkraft und 4 mm minutlicher Geschwindigkeit des Spannkopfes B werden zwei Mann an der Kurbelwelle F bei 35 minutlichen Umdrehungen benöthigt, während für die grösste Zugkraft von 25 t und mit 1,2 mm minutlicher Geschwindigkeit diese Arbeiter an der Kurbelwelle K wirken müssen.

Wenn die auf der Welle K vorgesehenen Riemenscheiben von 290 bezieh. 400 mm Durchmesser mit 317 bezieh. 166 minutlichen Umläufen von einem Riemenvorgelege bethätigt werden, so erhält man Arbeitsgeschwindigkeiten von 12,68 bezieh. 6,68 mm für die Spannungsäusserung von 25 t.

Textabbildung Bd. 285, S. 172
Der untere feste Spannkopf A greift mittels eines Gelenkbügels R den Wagebalken S unmittelbar an. Derselbe ist aber durch zwei Hängeösen OO, die an den Schneiden 1 und 2 angreifen, mit einem zweiten Wagebalken W verbunden, dessen Schwingungspunkt 5 mm seitwärts von der lothrechten Stab- und Kraftrichtung liegt. Hierdurch entsteht für die Nullstellung des 125 k schweren Laufgewichtes bereits eine Uebersetzung von 340 : 5 = 68, wobei der Seitenabstand der Schneiden E und W dem kurzen Hebelarme (5mm) entspricht. Um nun diese Kraftäusserung auf den unteren Spannbacken A für die Nullstellung aufzuheben, ist ein um den festen Querstab T1 schwingender Entlastungshebel T vorgesehen, der mit einem doppelten Gehänge U den Wagebalken S hochdreht. Es ist somit durch diese Einrichtung das vorher angegebene Hebelverhältniss (340 : 5) vollständig unwirksam gemacht.

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Sonach verbleiben die genauen Hebelverhältnisse 1000 : 5 = 200 für die Maximalkraft 200 . 125 = 25000 k. Da nur eine einfache Verschiebung des Laufgewichtes V= 125 k für die vollständige Durchführung eines Versuches erforderlich ist, so kann von dieser Verschiebung des Laufgewichtes sehr bequem eine der beiden Bewegungen des Schreibwerkes (Fig. 18 bis 22) abgeleitet werden. Auf dem Wagebalken S (Fig. 16) lagert eine Schraubenspindel, die vermöge zweier Schraubenräder X1 und X2 durch die 20 mm starke Querwelle Z mittels der Stellscheibe X bethätigt wird. Weil nun der Umfang dieser Stellscheibe in 25 Theile getheilt ist und weil bei einer vollständigen Umdrehung derselben das Läufergewicht durch diese Verschiebung eine Kraftäusserung von 250 k hervorruft, so bedingt eine Drehung um den Betrag einer Theilung eine Kraftäusserung von 10 k. Mittels eines Schnecken- und Rädertriebwerkes mit einer Gesammtübersetzung von 100 wird von der Welle Z die Zeichentrommel gedreht, so dass einer ganzen Umdrehung derselben zugleich die volle 1000 mm betragende Verstellung des Läufergewichtes V entspricht. Da nun der untere Trommelrand in 25 Theile abgetheilt ist, deren jeder 1000 k Kraft entspricht, so wird jede 1/10-Untertheilung 100 k Spannung anzeigen. Mithin kann man die Gewichtsablesungen bis zu 10 k am Stell- und Zeichenwerke unmittelbar ablesen. Die Dehnungen des Probestabes werden ohne weitere Umsetzungen unmittelbar vom oberen Spannkopfe A abgeleitet, wozu ein an einem Arme aufgehängter Federstift y dient. Obwohl dies wegen der Festlage des unteren Spannkopfes angängig ist, so werden die Dehnungen doch nicht ausschliesslich auf den geraden Schaft des Versuchstabes (200 mm) bezogen werden können, sondern durch sämmtliche Nebendehnungen beeinflusst sein. Trotzdem ist die Anordnung des Zeichenwerkes als ein äusserst einfaches und praktisches zu bezeichnen.

Textabbildung Bd. 285, S. 173
Textabbildung Bd. 285, S. 173
Die Zugversuche können mit Stablängen bis 550 mm, die Druckversuche mit Klötzchen von 110 mm Quadratseite dadurch ausgeführt werden, dass die versetzten Spannbügel übergreifen, so zwar, dass am oberen Spannkopfe der untere und am unteren der obere Bügel angelenkt sind. Biegeversuche mit einem 1000 mm langen, gleichschenkligen Querbalken und Controluntersuchungen der Prüfungsmaschine selbst können vermöge einer Querbalkenhilfswage sehr leicht bewerkstelligt werden.

E. Petit's Prüfungsmaschine.

An Prüfungsmaschinen mit Hebelwage ist an Stelle eines Läufergewichtes an deren Hebelende ein Schwimmer angebracht, der in Folge seiner veränderlichen Eintauchungshöhe eine durch den Auftrieb beeinflusste wechselnde Kraft ausübt.

Nach dem Bulletin de la Société des Ingénieurs Civils vom 3. März 1891 * S. 293 bedingt selbstverständlich die damit wechselnde Eintauchungshöhe eine Ausschwingung des Wägehebels und damit eine Kraft, die am kurzen Hebelende in verhältnissmässiger Steigerung sich äussert.

Textabbildung Bd. 285, S. 173
Wird das mit Druckwasser betriebene Spannwerk (Fig. 23 und 24) bethätigt und der Versuchstab zuggespannt, so drückt das obere Querstück durch Vermittelung von vier Standsäulen auf das untere bewegliche Querhaupt und dieses auf den kurzen Arm des Wägehebels, wodurch der am langen Arm hängende Schwimmer aus der Flüssigkeit gehoben wird. Dadurch tritt derselbe aus dem Flüssigkeitsspiegel und wirkt durch den austauchenden Gewichtsantheil.

Bei gleichbleibender Spiegelhöhe würde diese Kraftäusserung genau verhältnissmässig zur Austauchungshöhe werden. Wenn aber der Schwimmkörper in einem ringsum geschlossenen Gefässe eintaucht, so wird durch die verschiedene Eintauchung auch eine veränderliche Höhe des Flüssigkeitsspiegels mitbedingt werden.

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Es sei F die Querschnittsfläche des Gefässes und f diejenige des Schwimmkörpers, sowie h die durch die Belastung P des Schwimmkörpers eintretende Eintauchung, während H die dadurch hervorgerufene Erhebung des Flüssigkeitsspiegels im Zwischenraume ist, so folgt, wenn F – f die Fläche des Zwischenraumes zwischen Schwimmer und Gefäss ist, das Verhältniss:

Nun muss die durch den Schwimmer f verdrängte Wassermenge fh unbedingt jener gleich sein, welche im Zwischenraume ansteigt und die H (F – f) ist.

H (F – f) = h . f, woraus folgt, so dass man H = k . h setzen kann.

Ist ferner γ = 1000 das specifische Gewicht der Flüssigkeit, so muss die Druckkraft P gleich dem Gewichte der durch den Schwimmer verdrängten und durch diesen angestauten Wassermenge sein.

Es wird demnach

P = H . f . γ + h . f . γ,
also P = (H + h) . f . γ sein.

Da nun, wie bereits angezeigt, für H auch k . h gesetzt werden kann, so folgt:

P = (k + 1) h . f . γ.

Da nun bei cylindrischem Schwimmer und Gefäss das Verhältniss der Querschnittsflächen gleichbleibend ist, demnach auch (k + 1) sich gleich bleibt, so besitzt man in der Wahl dieses Factors ein bequemes Mittel, um bei geringer Bewegung des Schwimmkörpers eine verhältnissmässige Steigerung der Auftriebkraft zu erhalten.

Hieraus kann für eine gegebene Höhenverstellung h des Schwimmers und für ein gegebenes Gefäss F und für gegebene Belastung P leicht die Fläche f des Schwimmers berechnet werden.

Umgekehrt wird beim Austauchen des Schwimmers das Eigengewicht desselben bei abnehmendem Auftrieb auf den Wägehebel wirksam werden.

Es entsteht hiernach:

und für die Verhältnisszahl die Beziehung:

während für den Flächenquerschnitt des Tauchgefässes folgt:

Als Flüssigkeit wird gewöhnlich Wasser genommen, welches durch eine schwache Erdölschicht gegen Verdunstung abgedichtet wird, während zur Verminderung der Wasserschläge am Schwimmer selbst ein vorstehender Bordrand, sowie ein kleiner Bremskolben vorgesehen sind.

Der erstere hemmt den Wasserumlauf, der zweite wirkt unmittelbar bremsend.

In der in Fig. 23 und 24 dargestellten Prüfungsmaschine, System E. Petit, für eine grösste Spannungsäusserung von 30 t hat der Wägehebel ein Uebersetzungsverhältniss 15 : 1. Es wird daher für die grösste Kraftäusserung von 30 t und für einen Schwimmerhub von h = 0,30 m der Schwimmkörper einen Auftrieb von P = 2000 k ausüben bezieh. einem solchen von P = 2 t widerstehen müssen.

Setzt man für γ = 1000 k und für , wobei D = 1,416 m der Durchmesser des Gefässes ist, die Fläche desselben, also F = 1,5748 qm ein, so folgt der erforderliche Querschnitt des Schwimmkörpers:

und der Durchmesser des Schwimmkörpers:

d = 1,273 m.

Taucht, wie im vorliegenden Falle, der Schwimmer während der Hebelbelastung aus dem Wassergefässe und soll bei der grössten Kraftäusserung von 2 t am Hebel der Schwimmer noch im Wasser tauchen, so muss dieses bei der Gewichtsbestimmung entsprechende Berücksichtigung finden.

Von Wichtigkeit für die Bestimmung der Gefässhöhe ist die Ermittelung der Verhältnisszahl k, welche entweder unmittelbar aus den Grössen P . h und f oder aus dem Flächenverhältniss sich ergibt:

Hiernach ist für die Tieflage des Schwimmers die Steighöhe des Wasserspiegels:

H = k . h = 4,246 . 0,3
H = 1,2739 m.

Soll nun der Schwimmer in seiner Hochstellung noch 0,1 m im Wasser eintauchen und in der Tiefstellung vom Gefässboden um 0,05 m abstehen, so wird das Wassergefäss eine Wandhöhe von mindestens

H1 = 0,45 + 1,274 = 1,724 m

erhalten müssen.

Weil aber eine Eintauchung von 0,1 m für einen Schwimmer f = 1,2739 qm Querschnitt, eine Wasserverdrängung von

0,1 . f =0,12739 cbm

bezieh. q = 127,4 k Wassergewicht ergibt, so muss der Schwimmer ein Eigengewicht

G = P + q = 2127,4 k

besitzen.

An die verlängerte Schwimmerstange ist nun eine Zeichentafel angebracht, die an einem wagerecht geführten Bleistift vorbeistreicht, wodurch die den Belastungskräften entsprechenden Taucherhöhen aufgezeichnet werden.

Wenn nun für die wagerechte Bewegung des Zeichenstiftes die Dehnung des Versuchstabes herangezogen wird, so können hiermit ohne weiteres Schaulinien verzeichnet werden.

Weil aber beide Spannköpfe der Prüfungsmaschine während des Versuches in Bewegung sich befinden, so kann nur vermöge eines Differentialwerkes die eigentliche Stabdehnung auf den Zeichenstift übertragen werden. Am einfachsten kann dies durch einen Rollenzug ermöglicht werden, indem man die Rolle a am oberen wägenden, die Rolle h am unteren treibenden Spannkopfe anbringt, die Schnur von der festen Oese bei c über die Rolle a nach b und über die feste Rolle c an der Zeichentafel vorbei führt und durch ein Gewicht d spannt.

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Sind l1 und l2 die nach abwärts gerichteten Verstellungen des oberen und unteren Spannkopfes und ist λ = l2 – l1 die Stabdehnung, so wird die nach links gerichtete Verstellung des Zeichenstiftes 2λ, also doppelt so gross als die eigentliche Dehnung sein.

Die Société anonyme de Commentry-Fourchambault in Paris hat Prüfungsmaschinen wagerechter Anordnung von 30, 60 und 100 t Spannung und stehender Anordnung von 30 t Stärke gebaut.

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