Titel: | Ueber Prüfungsmaschinen für Metalle. |
Autor: | Pr. |
Fundstelle: | Band 272, Jahrgang 1889, S. 481 |
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Ueber Prüfungsmaschinen für Metalle.
Mit Abbildungen im Texte und auf Tafel 24.
Ueber Prüfungsmaschinen für Metalle.
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 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 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.
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.
Anmerkungszeichen zu dieser Fußnote fehlt im Text.
Ueber Materialprüfungsmaschinen vgl. Williamson, 1882 244 * 41, Gravenstaden und
Pohlmeyer, 1882 245 * 16, Thomasset, 1882 246 * 27 und
Emery, 1889 271 *
442.
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.