Titel: Das Reisspendel von Nic. Teclu.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1894, Band 294 (S. 106–108)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj294/ar294030

Das Reisspendel von Nic. Teclu.1)

Mit Abbildungen.

Die Untersuchungen mit den gegenwärtig in Verwendung stehenden Apparaten, durch welche der Zerreisswiderstand des Papieres ermittelt wird, sind bezüglich der Raschheit und Genauigkeit der Ausführung, sowohl durch die bedingte Form der Probestreifen, als auch namentlich durch die auf dieselbe während des Zerreissens willkürlich erfolgende Kraftwirkung beeinträchtigt.2) Versuche, um diese Mängel zu beheben, führten zu einer neuen Untersuchungsmethode.

Das Princip derselben ist folgendes: Ein von einer bestimmten Höhe schwingendes Pendel durchreisst mit seinem stumpfkantigen Ende an seiner tiefsten Stelle das lothrecht und unter einem rechten Winkel zur Schwingungsebene befestigte, mit den gewöhnlichsten Hilfsmitteln exact herstellbare Probeblatt. Hierdurch wird das Pendel in seiner Schwingung gehemmt, und die hierbei sich ergebende Hemmungsgrösse bringt den Zerreisswiderstand zum Ausdruck.

Die Construction des Apparates wird durch die nebenstehende Zeichnung veranschaulicht.

An dem dreifüssigen, metallenen Stative, welches an zwei Füssen mit je einer Stellschraube g und g1 versehen ist, hängt bei a das metallene, vernickelte Pendel p. Dieses ist gegen das freie Ende mit einer kreisrunden Scheibe s aus gleichem Materiale versehen, welche in der Mitte durchbrochen und an dieser Stelle mit einem Zeiger z versehen ist. An der Rückseite besitzt dieselbe einen Sperrhaken r und an der Dickenseite einen Aufhängehaken W. Die Spitze des Pendels m wird von einer, an den Kanten halbkreisförmig abgerundeten und vernickelten Stahlplatte von bestimmter Dicke gebildet,3) deren Fläche einem gleichseitigen Dreiecke entspricht. Auf der einen Seite des Statives befindet sich die Aufhängevorrichtung des Pendels b v, mit Hilfe welcher mittels des Aufhängehakens das Pendel durch Bajonettverschluss in wagerechter Lage aufgehängt werden kann; die andere Seite des Statives ist mit einem metallenen Kreisbogen K versehen, auf welchem sich die Scala befindet. Endlich ist an der Stativstange noch die Klemmvorrichtung bb1 angebracht, um das Probeobject in geeigneter Weise befestigen zu können. Dieselbe besteht aus zwei gleichgrossen parallel laufenden Metallplatten, welche sich in lothrechter Stellung befinden. Die eine ist an der Stativstange befestigt, die andere in wagerechter Richtung beweglich und kann mittels einer Schraubenvorrichtung n an die feststehende Platte gepresst werden. Beide Platten haben an ihrem oberen Theile einen gleichen Einschnitt, welcher durch eine wagerechte Metallplatte t bedeckt ist. Letztere ist an der Breitseite der feststehenden Platte befestigt und dem Einschnitte der Platten entsprechend ausgeschnitten.4) Bei Benutzung des Apparates wird zunächst das Pendel frei hängen gelassen und dasselbe mit Hilfe der Stellschrauben und des am Stativ angebrachten Senkbleies in eine lothrechte Lage gebracht, |107| wobei der Zeiger des Pendels auf den Nullpunkt der Scala zu stehen kommt. Man hebt hierauf das Pendel gegen die Aufhängevorrichtung und hängt dasselbe in wagerechter Lage mittels des Aufhängehakens auf. Durch Auslösen des Hakens beginnt das Pendel, nach abwärts und hierauf nach aufwärts den Kreisbogen durchlaufend, bis zu einer gewissen Höhe zu schwingen, in welcher es dann stehen bleibt, da der eingreifende Sperrhaken die sonst eintretende Abwärtsbewegung verhindert. Die erreichte Höhe der Schwingung kann durch den Pendelzeiger an der Scala abgelesen werden. Greift man nun mit einem Stäbchen in den Ring des Sperrhakens, um denselben ein wenig zu heben, so ist das Pendel wieder frei und kann abermals in wagerechte Lage gebracht werden. Man hat auf diese Weise zunächst die Höhe ermittelt, bis zu welcher das Pendel ungehemmt schwingt. Hierauf wird das auf seine Festigkeit zu prüfende Probeblatt vorgerichtet. Dieses kann für gewöhnlich frei mit der Scheere zugeschnitten werden, da es bloss einen geradlinigen Begrenzungsschnitt von einigen Millimetern Länge erfordert und die übrigen Seiten desselben keiner sorgfältigen Zurichtung bedürfen; die Grösse des Probeblattes wird jedoch so zu wählen sein, dass es den Platten ausschnitt bedeckt, aber kleiner ist als die Breitfläche einer Klemmplatte. Das Probeobject wird nun mit dem geradlinigen Begrenzungsschnitte nach oben, von unten nach aufwärts, zwischen das Plattenpaar geschoben, bis die geradlinige Seite des Objectes an die wagerechte Platte gleichförmig anstösst, und dann mit Hilfe der Schraubenvorrichtung zwischen den Platten eingeklemmt. Löst man hierauf den Haken des Pendels aus, so wird das nach abwärts schwingende Pendel mit seinem Ende das Probeblatt bis zu einer gewissen Tiefe durchreissen, um sodann bei ansteigender Schwingung eine entsprechende Höhe zu erreichen, deren Werth mittels des Zeigers ebenfalls an der Scala abgelesen werden kann. Im letzteren Falle wird das Ende des Pendels einen kleineren Schwingungsbogen aufweisen, da der Zerreisswiderstand des Probeblattes der Schwingung des Pendels hemmend entgegenwirkt. Dieser Widerstand des Probeobjectes wird sich demnach aus der Differenz5) der beiden abgelesenen Werthe ergeben. Die Bestimmungen stützen sich somit auf bekannte Werthe der Scalentheilstriche; ihre Ausmittelung erfolgt durch Abwägen jenes Widerstandes, den das Pendel an seinem Ende unter einem bestimmten Winkel zur Lothrechten bewirkt. Auf Grund dieses Werthes, der einem bestimmten Theilstriche der Scala entspricht, und der bestehenden Proportionalität zwischen den Wirkungen des schwingenden Pendels in seinen verschiedenen Lagen zu den Sinus der Winkel, welche das Pendel jeweilig zur Lothrechten bildet, ergeben sich durch Rechnung die Werthe der übrigen Theilstriche. Diese entsprechen jedoch relativen Gewichten und sind von der jeweiligen Beschaffenheit einzelner Theile des Apparates abhängig.

Textabbildung Bd. 294, S. 107
Ein Beispiel möge den Vorgang der Untersuchung und die hierbei auftretenden Beziehungen näher beleuchten: Das Auswägen des Pendels ergibt für 100 g 182 mm.6) Letztere entsprechen einem Winkel von 3°2', dessen Sinus 0,052917 beträgt. Das Pendel schwingt ungehemmt bis auf 483,15 mm, dem Winkel von 8°3,15', bezieh. dem Sinus desselben von 0,14008 entsprechend. Wird nun das Probeblatt eingeklemmt und schwingt das Pendelende durch dasselbe, so erreicht der Zeiger des Pendels die Scalenstelle, welche 463,925 mm angibt.

Dieser Werth entspricht dem Winkel von 8° 2,25' und |108| dem Sinus des letzteren von 0,13454. Aus der Proportionalität zwischen den Wirkungen des Pendels zu den Sinus der Winkel folgt die Gleichung:

x : 0,14008 = 100 : 0,052917

und aus dieser der Werth für z mit 264,6219 g. Ferner aus der Gleichung:

x : 0,13454 = 100 : 0,052917

für x das Gewicht von 254,2472 g und aus der Differenz dieser beiden Werthe: 264,6219 – 254,2472 die Hemmungsgrösse von 10,4692 g.

Nachdem nun dieser Widerstand zur Pendellänge im geraden, zur Einreisstiefe und zur Dicke der Rissplatte im umgekehrten Verhältnisse steht, ergibt sich der relative Zerreisswiderstand des Probeblattes aus der Gleichung:

.

In dieser ist:

Rw der relative Zerreisswiderstand in Gramm,

h die Hemmungsgrösse in Gramm,

l die Pendellänge in Millimeter,

d die Dicke der Rissplatte in Millimeter und

t die Einrisstiefe in Millimeter;

für den speciellen Fall somit:

.

Führt man aus Gründen, die ich bei Gelegenheit der Veröffentlichung der Risswage und des Kreisrissprüfers erörterte, statt des Gewichtes die Dicke ein, so ergibt sich der absolute Zerreisswiderstand für das Probeobject aus der Gleichung:

,

in welcher

Aw den absoluten Zerreisswiderstand in Gramm,

Rw den relativen Zerreisswiderstand in Gramm und

d1 die Dicke des Probeobjectes in Millimeter.

bedeutet; für den gegebenen Fall somit:

.

Dieser Apparat dient gleichzeitig auch zur Bestimmung der Dehnung.7) Es geschieht dies mit Hilfe eines zweiarmigen Hebels, welcher, wie die Zeichnung ersichtlich macht, an das Reisspendel angefügt ist. Der eine Arm des Hebels ist der Zeiger z, dessen Stellung durch die Millimeter-Scala d kenntlich wird; der andere, viel kürzere Arm a, welcher als schmales Plättchen endet, berührt eben das eingeklemmte Probeblatt, wenn der Zeiger auf Null steht. Die Einrichtung ist in der Weise getroffen, dass das zu prüfende Object an seinem oberen Theile zwischen dem Contacthebel und der einfallenden Stahlplatte zu stehen kommt.

Die durch den Stoss vor dem Zerreissen eintretende Dehnung bewirkt eine Verschiebung des Contacthebels, die sich auf den Zeiger überträgt,8) welcher, da seine Länge 100 mm beträgt, der Contacthebel dagegen nur 5 mm weit in den Platteneinschnitt hineinragt, die zwanzigfache Bewegungsgrösse anzeigt. Die Ermittelung der Dehnung ergibt sich auf Grund der Vorstellung, nach welcher der Abstand des Contacthebels vom Rande des Platteneinschnittes gerechnet und jener seiner Verschiebungsgrösse als Katheten eines rechtwinkligen Dreieckes in wagerechter Ebene gedacht werden, unter welchen Umständen die Hypotenuse um die Dehnungsgrösse länger ist, als die erstgenannte Kathete; demnach aus der Gleichung:

,

in welcher x die Dehnung, a die Entfernung, bis zu welcher der Contacthebel vom Rande aus in den Platteneinschnitt hineinragt, b die Länge des an der Scala abgelesenen und reducirten Werthes und d9) die Dicke des Probeobjectes bedeutet. Ein specieller Fall ist in folgendem Beispiele gegeben:

Ist a = 5 mm, b = 24,5 mm; d = 0,075 mm, so folgt aus obiger Gleichung:

Das Probeblatt dehnt sich demnach, bei einer Länge von 5 mm, um 0,13 mm aus und es entspricht mithin, bezogen auf 100, seine Dehnung 2,6 Proc.

Wien, Chemisches Laboratorium der Wiener Handelsakademie, im August 1894.

Dient zur Prüfung von Papier, Pappe und ähnlichen Stoffen.

|106|

Dieselben Beweggründe veranlassten mich, den „Kreisrissprüfer“ (Jahresbericht der Wiener Handelsakademie 1889) und die „Risswage“ (Centralorgan für Waarenkunde und Technologie, 1. Jahrg. 5. Heft S. 199, sowie D. p. J. 1892 286 155) zu construiren.

|106|

Die Dicke der Platte kann verschieden sein; wesentlich ist an derselben die halbkreisförmige Abrundung der Risskante und die Beständigkeit und Widerstandsfähigkeit des Materiales.

|106|

An diesem Apparate beträgt das Gewicht des Pendels sammt Scheibe und Stahlplatte 250 g; der Einschnitt der Klemmplatten ist 5 mm breit und 20 mm tief; die Seite der Stahlplatte hat eine Länge von 25 mm, die Dicke derselben ist 1,325 mm; die Einreisstiefe ist gewöhnlich auf 10 mm gestellt. Die übrigen Maasse ergeben sich aus der Zeichnung.

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Durch die stets aus der Differenz sich ergebenden Resultate werden die Einflüsse der Temperatur und der Reibung für die Untersuchungsergebnisse belanglos.

|107|

Die Eintheilung der Scala in Grade erspart die Umrechnung.

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In diesem Falle ist der Platteneinschnitt 15 mm weit.

|108|

Das Trägheitsmoment des Zeigers kommt bei entsprechender Stellung der Schraube s nicht zur Wirkung.

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Bei diesen Bestimmungen wird der Contacthebel um die Dicke des Probeblattes zu weit verschoben, weshalb letztere in Abrechnung zu bringen ist.

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