Titel: Ueber die Lederstulpreibung.
Autor: Anonymus
Fundstelle: 1899, Band 314 (S. 166–171)
URL: http://dingler.culture.hu-berlin.de/article/pj314/ar314041

Ueber die Lederstulpreibung1).

Von Prof. H. Gollner.

Die Anwendung des Lederstulpes in seinen verschiedenen Formen zur Abdichtung gespannter Flüssigkeiten ist längst bekannt. Als Erfinder dieser Dichtungsform, welche durch Einfachheit und sichere Wirkung ausgezeichnet ist, gilt Brahma. Die einzelnen Formen des Lederstulpes, in welchen dieser zur Verwendung kommt, sind ziemlich zahlreich. Die am meisten verwendeten einfachen und zusammengesetzten Formen sind aus den nachstehenden Skizzen zu ersehen. Man findet als einfachste Form ⊂ auch in doppelter Anwendung ⊂⊂ oder ⊂⊃⊃, ⊂⊃, weiter ⌙, ⌋⌊, ⌋∥⌊ u.s.f. Die dichtende Wirkung des Stulpes ist eine selbstthätige und zwar derart, dass sich mit der Pressung der zu dichtenden Flüssigkeit auch der Grad der Dichthaltung ändert. Die Möglichkeit der Abdichtung mittels des Lederstulpes hängt bei geeigneter Flüssigkeit (Wasser, Glycerin, Wasser gemischt mit Weingeist) und passendem Baustoff für den Stülp selbst, von der Anarbeitung des letzteren wesentlich ab und ist die Probe für die erreichte Abdichtung bei sehr geringen Flüssigkeitsspannungen bestanden worden.

Textabbildung Bd. 314, S. 166

Es ergibt sich von selbst, dass bei der Natur des Baustoffes für den Lederstulp die Lederstulpreibung nicht nur eine Abhängige der Flüssigkeitsspannung sein muss, dass vielmehr auch die Leergangsstulpreibung je nach der Grösse der vor der Ermittelung derselben herrschenden Flüssigkeitsspannung einen bestimmten Wert annehmen wird; somit muss im allgemeinen auch die Leergangsstulpreibung, sowie die dem Kraftbetriebszustande |167| entsprechende wirksame Stulpreibung eine veränderliche Grösse sein.

Die Grösse der Lederstulpreibung (B) an sich, auch die Grösse dieses Bewegungswiderstandes im Verhältnis zur rohen durch die Flüssigkeitsspannung pa at erzeugten Kraft , wenn die wirksame Druckfläche bezeichnet, also in Prozenten die prozentische Lederstulpreibung, ferner ϕ der Koeffizient dieser Reibung sind wiederholt ermittelt worden.

Textabbildung Bd. 314, S. 167

Unter anderen berichtet auch A. Martern in seinem grundlegenden Werke: „Die Materialienkunde für den Maschinenbau“, I. S. 311, über die einschlägigen Versuche und Versuchsreihen. Der daselbst ausgesprochenen Anregung, Beiträge zur Erkenntnis dieser Reibungsverhältnisse zu liefern, folgend, hat der Verfasser nunmehr für sechs verschiedene Fälle die erforderlichen Untersuchungen durchgeführt, über welche im folgenden kurz berichtet werden soll.

Die Untersuchung I bezog sich auf eine Lederstulpanordnung, durch welche nicht nur die Plungerkolben einer hydraulischen Zugvorrichtung, sondern auch dessen Kolbenstange abgedichtet werden musste. Diese Anordnung gehörte einer Festigkeitsprobiermaschine an, durch deren Messvorrichtung (Wage) es möglich wurde, genauere Messungen betreffend die Grösse der durch die beiden Lederstulpe hervorgerufenen Reibungswiderstände, sowohl für den Leergang wie für den Kraftgang des Kolbens bei sehr verschiedenen Flüssigkeitsspannungen im „Hydraulikcylinder“ zu machen.

Bezeichnet D = 15,0 cm den Durchmesser des Kolbens, dessen wirksame Druckfläche Ff = 157,1 qcm, d = 5,0 cm den Durchmesser der Kolbenstange, f = 19,6 qcm deren Querschnittsfläche, H = 2,1 cm, h = 2,7 cm die wirksame Länge der Lederstulpe, also (HD + hd) π = 155,5 qcm; das tote, nicht ausgeglichene Gewicht (g + g1) = 100 kg, Pst die wirksame Belastung der Messvorrichtung und der Widerstand für den Plungerkolben (Wt = (Pt + 10t), so Wurde für Pt = 0 bis 20,0 ermittelt:

pst at die Gleichgewichtsspannung im Hydraulikcylinder für die Mittellage der Wage;

pα at die im Hydraulikcylinder eintretende Wasserspannung für den Augenblick des Beginnes der Auslenkung der Wage aus der Mittellage (Aufgang des Plungerkolbens), um sowohl Pt wie die Stulpreibung und jene der Wage zu überwinden; hierbei wurde in den Hydraulikcylinder Wasser gepumpt;

pα' at die im Hydraulikcylinder für den Augenblick der Auslenkung der Wage aus der Mittellage eintretende Flüssigkeitsspannung, welche durch Bethätigung des zur Hebung des Hydraulikcylinders angeordneten Schraubenapparates erzeugt wurde; hierbei brauchte nur Pt und die Reibung des Messapparates überwunden zu werden.

Es ist somit (papα') at jene Wasserspannung, welche auf (Ff) qcm wirkend, die Kraft zur Ueberwindung der Lederstulpreibung liefert.

Bezeichnet noch r kg die von P abhängige Leergangslederstulpreibung, so ist R kg die reine Lederstulpreibung: R = (papo') (Ff) + r und und endlich (R : W) in Proz. .

Die ausgeglichenen Beobachtungsergebnisse, welche der Rechnung zu Grunde gelegt wurden, sind in der nachstehenden Tabelle I zusammengestellt.

Die beiden Lederstulpe sind seit ungefähr 12 Jahren in Verwendung, wobei zu bemerken ist, dass die Maschine nur mit Unterbrechungen in Betrieb gesetzt wird. Die Stulpe sind aus weichem Kernleder und anfänglich schwach gefettet eingeführt worden.

Nach diesen Ausmittelungen ändern sich für den vorliegenden Fall, der durch die gleichzeitige Anwendung von zwei Lederstulpen für Plungerkolben und Kolbenstange gekennzeichnet ist, für die Spannungsgrenzen von 0,8 bis 141,4 at die Lederstulpreibung zwischen den Grenzen von rund 72 kg und 880 kg, während der Reibungskoeffizient zwischen 0,577 und 0,035 schwankt und vom oberen Grenzwerte regelmässig gegen den unteren abfällt.

Tabelle I.

P t 0,0 1,5 3,0 6,0 9,0 12,0 15,0 18,0 20,0
W t 0,1 1,6 3,1 6,1 9,1 12,1 15,1 18,1 20,1
r kg 48,3 50,5 52,9 57,0 61,0 65,3 69,4 73,5 76,2
pst at 0,6 10,9 21,3 42,4 65,5 84,8 106,0 127,0 141,3
pα at 0,8 11,3 22,0 43,0 64,0 85,0 106,3 127,2 141,4
pα' at 0,65 10,0 19,8 39,3 59,5 79,4 101,2 123,1 137,0
(pα – pα') 0,15 1,3 2,2 3,7 4,5 5,6 5,1 4,1 4,4
R kg 71,8 254,7 398,5 638,3 768,0 879,7 870,6 717,6 767,4
ϕ 0,577 0,145 0,116 0,095 0,077 0,066 0,053 0,036 0,035
% 19,0 15,9 13,3 10,6 8,5 7,3 5,8 4,0 3,8
η 0,582 0,864 0,887 0,905 0,922 0,933 0,947 0,962 0,964

Die prozentische Lederstulpreibung liegt zwischen den Grenzwerten 19% und 3,8%. (p und 100 (R : W) erreichen für die niedersten wirksamen Wasserspannungen ihre Grösst-, für die grössten Wasserspannungen naturgemäss ihre Kleinstwerte.

Die ermittelten Werte von pst at und pα' at können weiter noch zur Bestimmung des Wirkungsgrades des Messapparates, und zwar unter Ausnutzung eines entsprechend kräftigen Normalstabes, verwertet werden.

Die durch Pt und (Pt + HR), d. i. durch die äussere Belastung und jener einschliesslich der Reibung des Messapparates erzeugten Formänderungen (Dehnungen) des eingespannten Normalstabes seien Δl und ΔlR, beide noch entschieden innerhalb der Dehnung an der Proportionalitätsgrenze für den Normalstab gelegen. Es besteht daher die Beziehung P : (P + HR) = Δl : ΔlR, daher

und der Wirkungsgrad des Messapparates:

.

Wird bei richtiger Umsetzung im Hebelwerke der Wage der Einfluss der Formänderungen der Wagebalken nicht weiter berücksichtigt, so ergibt sich als Hauptfehler für die Kraftmessung die Gesamtreibung HR des Hebelwerkes, also dP = HR und der prozentische Fehler 100 (dP : P)%.

Tabelle II.

P t 7,0 11,0 15,0 20,0
ϕ 0,0052 0,0064 0,0074 0,0080
η 0,9948 0,9946 0,9924 0,9920
dP kg 36,4 67,0 113,0 160,0
% 0,520 0,610 0,760 0,800
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Es wurde nun wiederholt für vier Belastungsstufen der Hebelwage die einschlägige Untersuchung (zur Kontrolle der Messvorrichtung) durchgeführt und auch der zugehörige Reibungskoeffizient ϕ = (dP : P) sichergestellt. Die Schlussergebnisse sind in der Tabelle II zusammengestellt.

Die in die Tabelle I eingetragenen Zahlenwerte können in Schaulinien umgesetzt werden, deren Grundlinie die Werte von pα at aufzunehmen hat. Nachdem die Leergangsreibungsspannung pr = 0,8 at erreicht, so haben die Linienzüge für ϕ, R und 100 (R : W)% in dem Abscissenpunkte pr ihren Anfang.

Textabbildung Bd. 314, S. 168

Im vorliegenden Falle konnten die angezeigten und wirksamen Kräfte unmittelbar gemessen werden; bei den gewöhnlichen hydraulischen Pressen muss die Bestimmung der wirksamen, durch den Kraftkolben gelieferten Kräfte nach einem besonderen Verfahren erfolgen, worauf bei den folgenden Darstellungen zurückgekommen werden wird.

Die Untersuchung II bezog sich auf eine Anordnung von zweifachen Lederstulpen ⊃⊃ aus gut gegerbtem weichen Leder nach ungefähr 15jähriger, allerdings nicht beständiger oder ununterbrochener Betriebsdauer. Die massgebende Länge jedes der beiden Stulpe betrug 3,0 cm bei einem Plungerkolbendurchmesser von 20,0 cm. Der Hub des Presskolbens war mit 8,0 cm bemessen, die grösste Flüssigkeitsspannung erreichte 300 at.

Der Wert π(D . H) betrug 376,8 qcm; die volle Leergangsreibungsspannung pr at = po + pg setzte sich aus po = der Leergangslederstulpreibung und pg = jener Flüssigkeitsspannung zusammen, welche zur Ueberwindung der toten Gewichte des Plungerkolbens, der Pressplatte u.s.f. bei Vernachlässigung der Beschleunigungsspannung (pb = o) erforderlich war.

Für den unveränderlichen Wert: pg at = 0,57, ergab sich pb für die Flüssigkeitsspannungen pa = 2,6 at bis 250,0 at veränderlich und zwar für pa at steigend, fallend innerhalb der Grenzen 2,0 at bis 1,6 at; hingegen für pa at fallend gleichfalls innerhalb der Grenzen 2,3 at bis 2,0 at abnehmend.

Textabbildung Bd. 314, S. 168

Der sich ergebende Unterschied in den Werten für po innerhalb der weit gelegenen Grenzen für pa at = 2,6 und 250 ist so gering – zwischen 0,4 at und 0,3 at schwankend, dass derselbe nicht weiter in Betracht gezogen wurde, da es sich im wesentlichen nur darum handelte, festzustellen, dass die Leergangsstulpreibung, wie vorausgesehen werden musste, eine veränderliche Grösse ist.

Nach Feststellung des Wertes pr at handelte es sich hauptsächlich um die gesamte Lederstulpreibungsspannung ps at; diese kann durch den ganzen Reibungsbetrag R : F ausgedrückt werden, wobei F die wirksame Kolbenfläche bedeutet; sodann wird für eine angezeigte Flüssigkeitsspannung pa at die Nutzspannung pn = pa – (ps + po + pg) und endlich auch der Wirkungsgrad der Presse η = (pn : pa).

Den Wert R kg als Betrag der jeweiligen Lederstulpreibung für gewisse Werte von pa und po kann nur im Versuchswege ermittelt werden. Für die massgebenden Lederstulpabmessungen πD und L und dem Reibungskoeffizienten ϕ wird

R = (πD . L . pα) . ϕ und ϕ = R : (πDL . pα),

endlich die prozentische Stulpreibung % oder %.

Zur Bestimmung von B wurde folgendes Verfahren angewendet: Ein Druckcylinder von 8,0 cm Durchmesser und 15,0 cm Gebrauchslänge wurde in der Münchner Werder-Festigkeitsprobiermaschine auf Druck erprobt bezw. die Verkürzungen dieses Gebrauchsstückes von ld mm entsprechend Pat und Δ mm für den Belastungszuwachs von 5t bis zu einer Belastung Pa = 60,0t festgestellt. Die Ergebnisse hierüber sind:

Tabelle III.

P t a 0,0 1,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0
Δ ld mm 0 0,0013 0,0065 0,01325 0,01990 0,02675 0,03345
Δ mm 0,0013 0,0052 0,00675 0,02665 0,00685 0,00670
P t a 30,0 35,0 40,0 45,0 50,0 55,0 60,0
Δ ld mm 0,04010 0,04690 0,05360 0,06035 0,0670 0,07370 0,0804
Δ mm 0,00665 0,00680 0,00670 0,00675 0,00663 0,00670 0,00670

Derselbe Druckcylinder wurde nunmehr auch den gleichen von der zu untersuchenden hydraulischen Presse erzeugten angezeigten Druckkräften (F . pa) kg ausgesetzt; diese Probe wurde dreimal durchgeführt und ergab die in der Tabelle IV zusammengestellten mittleren Werte der Verkürzungen in Millimeter sowie die eingestellten Werte von pr at.

Tabelle IV.

Pa kg = F . pa 816,8 7854 15708 23562 31416 39270 47124 51978 62832 70686 78540
pa at = 2,6 25,0 50,0 75,0 100,0 125,0 150,0 175,0 200,0 225,0 250,0
Δ ld mm 0,000 0,007 0,016 0,0257 0,0355 0,0455 0,0552 0,0650 0,0750 0,0850 0,100
pr at 2,60 2,56 2,52 2,47 2,45 2,41 2,37 2,33 2,28 2,25 2,20

Mit Rücksicht auf die bedeutend anwachsende Lederstulpreibung und der zwischen 2,6 und 2,2 at schwankenden Leergangsreibungsspannung konnten bei diesem Druckversuche nur kleinere Verkürzungen des Probedruckcylinders erzielt werden.

Werden nun die mit der Werder-Maschine und der hydraulischen Presse erzielten Verkürzungen durch gleich grosse angezeigte Druckkräfte in ein Koordinatensystem eingetragen und für pr = po + pg ein mittlerer Wert angenommen und dieser bei der gegenseitigen Verzeichnung oder Eintragung der beiden Druck Verkürzungslinien entsprechend berücksichtigt, so ergibt ein einfaches zeichnerisches Verfahren, nach welchem die den einzelnen Werten von pa entsprechenden Werte von Rt, woraus nach früherem die Werte für 100 (R : Pa)%, ϕ und η ohne weiteres abgeleitet werden können.

Der Reibungswert Rt ergibt sich aus folgender Erwägung:

Die Werder-Maschine und die in Untersuchung gezogene hydraulische Presse ergaben bei gleichen Verkürzungen des Druckcylinders verschiedene angezeigte Druckkräfte. Der Unterschied dieser Kräfte ist gleichzusetzen der Lederstulpreibung mehr der ganzen Leergangsreibung, also ΔPa = (R + Fpr); nachdem F . pr gegeben ist, ermittelt sich R =Pa – Fpr).

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Die Schlusswerte für die massgebenden Grössen finden sich in der Tabelle V.

Tabelle V.

pa at P t a R' % ϕ η
2,6 0,816 0,000 0,0 0,000 0,000
15,9 5,0 1,250 25,0 0,211 0,589
31,8 10,0 2,100 22,2 0,186 0,697
47,8 15,0 2,825 18,8 0,157 0,759
63,7 20,0 3,300 17,2 0,144 0,788
79,6 25,0 3,700 15,5 0,129 0,814
95,5 30,0 4,100 14,7 0,114 0,838
111,4 35,0 4,525 13,5 0,110 0,853
127,4 40,0 4,900 12,2 0,102 0,861
143,3 45,0 5,250 11,7 0,098 0,866
159,2 50,0 5,600 11,0 0,092 0,875
175,1 55,0 5,975 10,6 0,088 0,880
191,0 60,0 6,225 10,2 0,085 0,885
207,0 65,0 6,600 10,0 0,083 0,889
222,4 70,0 6,900 9,8 0,082 0,891
238,8 75,0 7,200 9,6 0,080 0,894
254,8 80,0 7,575 9,4 0,079 0,897
Textabbildung Bd. 314, S. 169

Ueber die Untersuchung III möge nur kurz berichtet Werden. Die in Untersuchung gezogene hydraulische Presse war seit ungefähr 4 Jahren in Betrieb und arbeitete für die Zwecke einer Salzbriquettpresse pro Tag während 10 Arbeitsstunden fast ohne Unterbrechung. Festgestellte Hauptgrössen sind: Plungerkolbendurchmesser D = 36,0 cm, massgebende Länge des Lederstulpes (einfach) L = 3,0 cm; po = 0,16 at; pr = po + pg = 1,22 at; Flüssigkeitsspannung pa at zwischen 40 und 45 wechselnd.

Behufs Bestimmung der Lederstulpreibung Rt wurde die Presse in Beziehung zur hydraulischen Presse des mecanisch-technischen Laboratoriums gebracht, ähnlich wie die im Untersuchungsfalle II die bezügliche Presse mit der Werder-Maschine in München. Statt des dort erwähnten Stahldruckcylinders wurden gleichseitige Kupfercylinder zum Nachweise der durch gleich grosse angezeigte Druckkräfte hervorgerufenen Formänderungen ausgenutzt. Die massgebenden Schlusswerte finden sich in der Tabelle VI.

Tabelle VI.

pa at po at pe at P R' (R/Pa) 100 % ϕ η
1,22 0,16 0,0 1,242 0,000 0,0 0,000 0,00
10,0 1,55 8,2 10,179 0,550 5,4 0,169 0,82
20,0 2,72 17,8 20,357 0,950 4,7 0,146 0,89
30,0 3,62 27,6 30,536 1,137 3,7 0,111 0,92
40,0 4,75 37,2 40,715 1,493 3,6 0,111 0,93
54,0 6,82 52,0 54,965 2,137 3,9 0,112 0,96

Die Untersuchungen IV, V und VI wurden mit ein und derselben hydraulischen Presse erledigt, welche, weil verschiedenen Zwecken dienend, von Fall zu Fall verschiedene tote Gewichte erhalten musste, für welche Presse aber der mit unveränderlichen Abmessungen ausgeführte einfache Lederstulp in drei verschiedenen Zuständen in Betracht gezogen werden konnte. Im Untersuchungsfalle IV nämlich war der Lederstulp seit ungefähr 10 Jahren, ohne gereinigt worden zu sein, in Verwendung; im Untersuchungsfalle V kam derselbe Stülp in vollkommen gereinigtem Zustande zur Wirkung, während im Falle VI ein neuer Stülp von gleichen Abmessungen eingezogen war.

Textabbildung Bd. 314, S. 169

Der Durchmesser des Plungerkolbens betrug 24,6 cm, die massgebende Abmessung des Lederstulpes L = 2,6 cm.

Tabelle VII.

Textabbildung Bd. 314, S. 169

Für den Fall IV erreichte pr = (po + pg) = 1,02 at; die toten Gewichte betrugen 285 kg, daher pg = 0,6 at. Bei dieser Untersuchung ergab sich die Notwendigkeit, die hydraulische Presse behufs Bestimmung der Lederstulpreibung auf eine andere Maschine gleichsam zu beziehen, deren Wirkungsgrad bekannt war; es wurde hierfür die für Druck eingestellte Festigkeitsprobiermaschine im Prager mechanisch-technischen Laboratorium gewählt. Als Probekörper, um die durch beide bezeichnete Maschinen bei gleichen Formänderungen (Verkürzungen) aufgewendeten, |170| voraussichtlich verschiedenen angezeigten Druckkräfte sicherzustellen, wurden gleichseitige Cylinder aus weichem Kupfer verwendet, deren Abmessungen betrugen: d = 2,978 cm, h = 2,974 cm. Die mit der Prager Präzisionsdruckmaschine vom Wirkungsgrad η = 0,994 für Pa = 7,0t und η = 0,992 für Pa = 20,0t, sowie für die zu untersuchende hydraulische Presse erzielten Verkürzungen der Kupferprobecylinder sind in obiger Tabelle VII zusammengestellt. Mit Benutzung der im Untersuchungsfalle III dargestellten Methode zur Auffindung der Lederstulpreibung und der bisher eingeführten Bezeichnungen findet sich schliesslich ϕ = R : (DπLpa); pe (wirksame Wasserspannung) und wegen po at unveränderlich, auch pr mit demselben Werte eingeführt, , endlich die prozentische Lederstulpreibung:

.

Textabbildung Bd. 314, S. 170

Für die früher nachgewiesene als unveränderlich annehmbare Leergangsreibungsspannung pr = 1,02 at ∾ 1,0 at, ergeben sich folgende Schlusswerte für die angezeigten Wasserspannungen pa at = 0 bis 40,0, die in die Tabelle VIII eingetragen sind.

Tabelle VIII.

pa at 0,0 1,0 4,0 8,0 12,0 16,0 20,0 24,0 28,0 32,0 34,0 36,0 38,0 40,0
R kg 0,0 98,0 178,0 238,0 285,0 330,0 366,0 395,0 421,0 430,0 436,0 444,0 445,0
% 0,0 5,15 4,70 4,20 3,70 3,40 3,00 2,90 2,80 2,70 2,50 2,40 2,30
ϕ 0,0 0,119 0,109 0,097 0,087 0,081 0,074 0,069 0,064 0,062 0,059 0,057 0,054
pe at – 1,0 0,0 2,73 6,53 10,41 14,31 18,20 22,13 26,09 30,03 32,01 34,00 35,95 37,98
η 0,0 0,675 0,816 0,867 0,894 0,910 0,922 0,931 0,938 0,941 0,943 0,946 0,949

In dieser Tabelle bezeichnet pa = 1,0 die Leergangsreibungsspannung, für welche auch die sämtlichen übrigen ausgemittelten Werte die Grösse Null erreichen; für die angezeigte Wasserspannung gleich Null ergeben sich die in die erste Kolumne eingesetzten Grenzwerte. Werden die obigen Werte in Kurven umgesetzt, wobei auf der Abscissenachse die Werte für pa zur Darstellung kommen, so muss der Nullpunkt sämtlicher Schaulinien in der Entfernung pa = 1,0 at vom Ursprünge des Koordinatensystems liegen.

Der Untersuchungsfall V ist dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe hydraulische Presse (wie in IV) wegen des besonderen Zweckes, welchem sie zu dienen hatte (Zerreissen von acht verschiedenen Nietungen zwischen Zuglamellen und Gurtungen bei Eisenbahnbrückenkonstruktionen), mit anderen toten Gewichten ausgestattet werden musste, daher der Spannungswert pr = pa + pg = 1,6 at wurde. Ausserdem wurde der bei der Untersuchung IV benutzte alte Lederstulp gründlichst gereinigt und für den in Rede stehenden Untersuchungsfall V ausgenutzt.

Textabbildung Bd. 314, S. 170
Textabbildung Bd. 314, S. 170

Das benutzte Untersuchungsverfahren stimmte genau mit jenem vom Falle IV überein; die Probecylinder hatten folgende Abmessungen: d = 29,76 cm und h = 2,979 cm und wurden diese für die angezeigten Wasserspannungen pa at = 0 bis 80 hinsichtlich ihrer Formänderungen beobachtet.

Die Schlussergebnisse der Untersuchung V sind in der Tabelle IX wiedergegeben.

Tabelle IX.

pa at 0,0 1,60 5,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0
P t a 0,000 0,000 2,376 4,753 9,506 14,258 19,011 23,764 28,517 38,024 35,646
R kg 0,000 0,000 53,0 110,0 190,0 236,0 262,0 285,0 340,0 480,0 780,0
% 0,0 2,23 2,31 2,0 1,7 1,4 1,2 1,2 1,4 2,2
ϕ 0,000 0,052 0,053 0,046 0,038 0,032 0,027 0,027 0,033 0,047
pa at – 1,6 0,00 3,29 8,18 19,5 29,5 39,44 49,55 59,28 69,02 78,40
η – ∞ 0,00 0,66 0,82 0,942 0,984 0,986 0,989 0,989 0,986 0,980

Die Störung in der gesetzmässigen Entwicklung der Werte R, R : P, ϕ, η und pe von 70 at für pa und weiter aufwärts ist in dem Auftreten des „Eckens“ des Plungerkolbens samt dem oberen Querhaupte des Kraftrahmens der Zerreissmaschine begründet.

Im dritten Untersuchungsfalle derselben hydraulischen Presse (im ganzen Untersuchungsfall VI) wurde der alte bezw. gereinigte Lederstulp durch einen neuen von gleichen |171| Abmessungen ersetzt. Die Probecylinder aus Kupfer hatten folgende Abmessungen: d = 2,974 cm, h = 2,973 cm; das Untersuchungsverfahren blieb unverändert, nachdem der Wert

pr = po + pg = 2,1 bis 2,5 at

gefunden wurde.

Die Hauptergebnisse dieser auch zwischen den Grenzen 0,0 bis 80,0 at durchgeführten Untersuchung der Lederstulpreibung finden sich in Tabelle X.

Tabelle X.

pa at 2,1 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0 80,0
P t a 0,998 4,753 9,506 14,258 19,011 23,764 28,517 33,270 35,646
R kg 0,0 765 1280 1700 1900 2053 2129 2262 2376
pr at 2,1 2,15 2,20 2,25 2,30 2,35 2,40 2,45 2,50
ϕ 0,000 0,381 0,319 0,282 0,236 0,204 0,177 0,160 0,148
pe at 0,00 6,24 15,10 24,15 33,66 43,30 53,16 63,56 72,54
η 0,000 0,624 0,775 0,805 0,841 0,866 0,888 0,908 0,907
% 0,0 16,1 13,5 11,9 9,9 8,6 7,4 6,8 6,6

Bei der zeichnerischen Darstellung dieser Zahlenwerte Wurde auf die Veränderlichkeit des Wertes pr at zwischen den Grenzen 2,1 und 2,5 nicht Rücksicht genommen und der untere Grenzwert verwertet.

Zusammenfassung:

1. Die Lederstulpreibung ist bei demselben Lederstulpe von dem Zustande desselben abhängig; neue Stulpe sind am ungünstigsten, alte, gut gereinigte vorteilhafter als ungereinigte.

2. Die unterbrochene Verwendung eines und desselben Lederstulpes ist sowohl hinsichtlich der Grösse des Reibungswiderstandes, als auch hinsichtlich der mit demselben erzielbaren Dichthaltung ungünstiger, als die ununterbrochene Verwendung und Ausnutzung desselben.

3. Die Anordnung und Verwendung von zwei gleichbemessenen, hintereinander in der Bewegungsrichtung des Plungers gelegenen Lederstulpen vermehrt die Reibung beträchtlich, sichert aber die Dichtung des Presscylinders an der Austrittsstelle des Plungers. Die Verwendung eines Lederstulpes für den Plunger und eines Lederwinkels für die zugehörige Kolbenstange ergibt höhere Werte des Reibungskoeffizienten.

Textabbildung Bd. 314, S. 171

4. Der Reibungskoeffizient ϕ für den Lederstulp, sowie die verhältnismässige Reibungsgrösse 100 (R : Pa)% ist von der Grösse der angezeigten Wasserspannung pn at abhängig und im allgemeinen sehr veränderlich und zwar für wachsende pa abnehmend; die mechanischen Wirkungsgrade η solcher hydraulischen Pressen mit Lederstulpdichtung nehmen anfänglich bei kleinen Werten von pa bedeutend zu; von einem gewissen Werte von pa an wird diese stetige Zunahme des Wertes η verhältnismässig gering und erhält sich diese bis zu den höchsten zulässigen Wasserspannungen. Derart abgedichtete hydraulische Pressen sollen also, um hohe Wirkungsgrade zu liefern, an der oberen Grenze der für sie zulässigen Wasserspannungen verwendet werden.

5. Die Wasserspannung (po + pg) entsprechend der zur Hebung der toten Gewichte, sowie zur Ueberwindung der Leergangsreibung erforderlichen Wasserspannung ist im allgemeinen veränderlich und von jener Wasserspannung pa abhängig, welche unmittelbar vor Bestimmung des Wertes (po + pg) im Presscylinder zur Wirkung kam.

6. Nachdem die Kenntnis der angezeigten Wasserspannung pa und des zugehörigen Wertes η erforderlich ist, um die wirksame Wasserspannung pe bezw. die wirksame Druckkraft Oe = F . pe ermitteln zu können, sind hydraulische Pressen in allen Fällen, besonders wenn dieselben zur Krafterzeugung für Festigkeitsuntersuchungen verwendet werden, hinsichtlich des Wertes η zu überprüfen.

Auf Tafel XI sind nunmehr die für die einzelnen Untersuchungen der vier hydraulischen Pressen entwickelten Tabellenwerte in Linien umgesetzt, sowie die zugehörigen Presscylinder bildlich dargestellt. Die Schaulinien für die Untersuchungen Nr. 3, 4 und 5 beziehen sich auf einen und denselben bei der gleichen hydraulischen Presse in drei verschiedenen Zuständen (unrein, gereinigt und neu) ausgenutzten Lederstulp.

Diese sowie die übrigen Schaulinien bedürfen keiner weiteren Erklärung. Von Fall zu Fall liegt der Anfangspunkt der zusammengehörigen Schaulinien in der Abscisse (po + pg) der pa-Achse; für die Abscissen zwischen den Grenzen Null und (po + pg) ergeben die zugehörigen Ordinaten keine für die praktische Verwendung der hydraulischen Pressen massgebenden Werte.

Mit uns frdlst. erteilter Genehmigung des Verfassers entnommen den Technischen Blättern, XXX. Jahrg., IV. Heft.

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