Titel: | Ueber Prüfungsmaschinen für Metalle. |
Autor: | Pr. |
Fundstelle: | Band 279, Jahrgang 1891, S. 151 |
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Ueber Prüfungsmaschinen für Metalle.
Mit Abbildungen.
Ueber Prüfungsmaschinen für Metalle.
Die hauptsächlichsten Anordnungen des Spannwerkes und der kraftmessenden Hebelwage
sind in Fig. 1 bis 3 dargestellt, wobei der
Versuchsstab auf Druck beansprucht und eine liegende Maschine mit
Druckwasserspannwerk vorausgesetzt ist.
Am üblichsten ist die aus Fig.
1 ersichtliche räumliche Trennung des Spannwerkes A und der Wage B, indem der Versuchsstab C zwischen beide eingelegt wird. Hierbei ist das feste
Verbindungsglied des Spannwerkes und der Wage (Bettung, Säulen) auf Zug, hingegen
bei einem Zerreissversuch auf Druck beansprucht. (Vgl. Emery 1889 271 * 442, Delaloë bezieh. Maillard, bezieh. Wicksteed 1889 272 * 482.
483, Buckton 1889 272 *
579.)
Am Spannwerk A ist ferner, wie in Fig. 2, die Wage B unmittelbar angeordnet, das Druckstück C freigelegt. (Werder.)
Der Wägehebel B ist selbständig und an derselben Seite
wie das Spannwerk A gelagert (Fig. 3). Das auf Druck
beanspruchte Versuchsstück C liegt ebenfalls einseitig
frei, so dass dieser
zur Aufnahme des Versuchsstückes dienende Theil der Maschine einer beliebigen
Längenvergrösserung fähig ist, ohne die Anordnung des Spann- und Wagewerkes zu
stören. (Vgl. Fairbanks 1889 272 * 482.)
Textabbildung Bd. 279, S. 152
Spannwerke für Festigkeitsversuche.
Diese letztere von Wicksteed in England patentirte
Anordnung ist für die von Buckton und Co. in Leeds
gebaute und für Prof. Kennedy bestimmte
Versuchsmaschine gewählt worden.
Wicksteed's Prüfungsmaschine für Prof. Kennedy's
Versuchsanstalt (Fig. 4).
Mit einer Kraftäusserung bis zu 50 t können Versuchsstäbe von 2743 mm Länge auf Zug
und Druck, Stäbe von 1524 mm Länge auf Biegung, und Stäbe von 38 mm Stärke auf
Verdrehung geprüft werden.
Nach Engineering, 1890 Bd. 50 * S. 304, bezieh. The Engineer, 1890 Bd. 70 * S. 54, ist diese
Prüfungsmaschine in Fig. 4 abgebildet und besteht,
wie bereits erwähnt, aus dem auf die Maschinenbettung A
aufgeschraubten Druckwassercylinder B, auf welchem die
Lagerpfannen für den grossen Wägehebel C unmittelbar
aufgesetzt sind, während der erste Winkelhebel D auf
der Bettung lagert.
Textabbildung Bd. 279, S. 152
Fig. 4.Wicksteed's Prüfungsmaschine.
Auf diesem Winkelhebel D wirkt der Kreuzkopf E, an welchem die beiden Schraubenspindeln F angesetzt sind, die vermöge des an der linken
Maschinenstirnseite angeordneten Rädertriebwerkes G
bethätigt werden.
Die zu diesen Spindeln F gehörigen Muttern liegen im
Kreuzkopfe H, an welchem der Versuchsstab J je nach der Inanspruchnahme angehängt oder angelegt
wird. Die der Stablänge entsprechende Einstellung von H
erfolgt durch das Räderwerk G.
Bei einem Druckversuch wird der Versuchsstab unmittelbar durch den Presskolben K an den Kreuzkopf gestemmt, welcher diese Druckkraft
durch Vermittelung der beiden Schraubenspindeln F auf
die Wägehebel überträgt.
Hingegen wird bei einem Zerreissversuch der Versuchsstab zwischen den
beweglichen Kreuzkopf H und einen in die Zähne der
parallelen Führungsleisten eingreifenden Kopf L
eingespannt, während der Presskolben unmittelbar auf das Querstück M dieses Führungsrahmensdrückt.
Textabbildung Bd. 279, S. 152
Fig. 5.Kennedy's Dehnungszeiger.
Bei Biegungsversuchen bedient man sich eines Querbalkens N, welcher an den Kopf H angesetzt und an
dessen Schneiden der Versuchsstab angelegt wird. Gegen diesen wirkt der Presskolben
K mittels einer frei durch das Querstück gehenden
Verlängerung.
An der rechten Maschinenseite ist ferner eine von Wicksteed erdachte Vorrichtung zur Ermittelung des Verdrehungswiderstandes
vorgesehen, welche aber aus Fig. 4 nicht ersichtlich
ist. Als Kraftmittel dient das von der London Hydraulic
Power Company gelieferte Druckwasser, während zur Abwäge der
Widerstandskräfte jedesmal nur eines, der muthmasslich zu erwartenden Kraftstärke
angemessenes Läufergewicht P Verwendung findet, deren
Verschiebung vom Standplatz des Beobachters mittels eines Ketten- und
Rädertriebwerkes Q, R leicht zu bewirken ist.
Die Ablesung der Gewichtsgrösse wird durch eine in Augenhöhe am Hebel angebrachte
Theilschiene O mittels Noniusschieber vorgenommen,
dagegen die wagerechte Gleichgewichtlage durch einen Zeiger angegeben, welcher an
einem am Führungsrahmen vorgesehenen Riss einspielt.
Ein an der Gegengewichtsseite des Hebels eingerichteter Gummipufferanschlag besorgt
die Hubbegrenzung dieses Haupthebels.
Kennedy's Dehnungszeiger (Fig.
5).
Bemerkenswerth ist nach Engineering, 1890 Bd. 50 * S.
305, der in Fig. 5 dargestellte Dehnungszeiger. Auf
den Versuchsstab A mittels Spitzschrauben C im Abstande von 254 mm (10 Zoll engl.) werden zwei
Bügel B befestigt, an welchen je eine
aufrechte Schiene D angegossen ist, von denen jede
einen leichten Dreiecksrahmen E bezieh. F trägt. Beide Dreiecksrahmen liegen frei, aber knapp
beisammen und finden ihre Stütze mit ihrem spitzen Ende am Gegenbügel.
Textabbildung Bd. 279, S. 153
Fig. 6.Pfaff'sche Prüfungsmaschine.
Am Rahmen E ist ferner, durch eine Stellschraube P gehalten, der Träger N
für die Zeigerscheibe O drehbar angeschlossen, über
welche der Nadelzeiger M spielt, welcher durch ein
Gegengewicht Q schwebend erhalten werden kann. Auf der
unteren geraden Schiene des Dreiecksrahmens E ist ein
Schieber G vermöge eines feinen Schräubchens H stellbar, welcher eine Stahlpfanne J trägt, in der sich der Nadelhebel stützt.
Längsseits am anderen Rahmenschenkel F ist mit diesem
eine schwache Feder K derart verbunden, dass sie wohl
quer dazu etwas ausweichen kann, jede Längsbewegung aber mit dem Rahmen mitmachen
muss.
Demnach ist die Pfanne J mit dem einen, die Feder K aber mit dem anderen angekörnten Ende des
Versuchsstabes in Verbindung. Der Abstand der Pfanne J,
vom Kopfende der Feder K quer zur Schenkelrichtung
gemessen, beträgt 6,35 mm oder ¼ Zoll englisch.
In die Körnergruben setzen zwei durch den Zeigerhebel M
gesteckte Nadeln L ein, so dass bis zum Zeigerbogen
eine 100fache Hebelübersetzung erhalten wird. Es kann hierdurch eine Dehnung des
Versuchsstabes von 0,0025 mm am Gradbogen schon beobachtet werden.
C. Pfaff'sche Prüfungsmaschine (Fig. 6 bis 11).
Für die Drahtseilfabrik in Pribram, Böhmen, wurde von der Ottakringer Maschinenfabrik in Ottakring bei Wien eine
Materialprüfungsmaschine für eine grösste Kraftstärke von 80 t geliefert, welche
jener Maschine entspricht, die gegen Ende der sechziger Jahre in der Technischen
Hochschule in Wien aufgestellt wurde.
Textabbildung Bd. 279, S. 153
Fig. 7.Pfaff'sche Prüfungsmaschine.
Nach der Oesterreichischen Zeitschrift für Berg- und
Hüttenwesen, 1890 Bd. 38 Nr. 41 * S. 478, besteht diese Prüfungsmaschine
aus zwei Ständern a (Fig.
6 und 7), die zwischen sich den
Druckwassercylinder b fassen, während zwei
Querschrauben e die obere Kopfverbindung
vervollständigen. Der im Cylinder b durchgehende hohle
Kolben c ist abgesetzt und mit Lederstulpringen an
beiden Seiten abgedichtet, enthält am Boden eine feste Spindelmutter t, durch welche sich die Spindel s schraubt, um den daran angelenkten unteren
Einspannkopf r1 der
jedesmaligen Länge des Versuchsstabes anzupassen. Uebrigens wird der Kolben c durch ein an Stahlbändern gehängtes Gegengewicht d nicht nur entlastet, sondern auch bei Abstellung der
Flüssigkeitspressung (Glycerin) im Cylinder b in die
Hochstellung gebracht.
Zwischen den Ständerköpfen a schwingt ein Gusskopf f, an dem links der Entlastungshebel g, rechts aber der Wägehebel h angeschraubt ist. An Seitenansätzen k1 (Fig. 7 und 8) dieses Gusskopfes f
sind die in den Pfannen l der Ständerköpfe a spielenden Schneiden k
stumpf angesetzt und durch zwei Keilbeilagen gehalten.
Textabbildung Bd. 279, S. 153
Fig. 8.Pfaff'sche Prüfungsmaschine.
Diese beiden, in der Schwingungsebene genau eingestellten Schneiden k bilden die Hebelstütze, während an einem durch den
Gusskopf gelegten Bolzen m die Schneide n angebracht ist, auf welcher die im Hängebügel p befindliche Pfanne o
einspielt. An diesem Hängebügel ist nun der obere Einspannkopf r kreuzgelenkig angebolzt.
Nun beträgt aber der normale Abstand dieser Schneiden n
bis k (Fig. 8) bloss 3,5
mm, so dass bei einer Länge des Wägehebels h von 1750 mm
eine Uebersetzung 1750 : 3,5 = 500 entsteht.
Durch ein bis auf den Hängebügel p herabreichendes
Querstück q wird bei etwaigen stärkeren
Erschütterungen, wie sie beim Zerreissen harter Versuchsstäbe sich ereignen könnten,
ein Herausschnellen des Hängebügels p, als auch des
Hebelkopfes f aus den Lagerpfannen verhütet.
Textabbildung Bd. 279, S. 154
Fig. 9.Pfaff'sche Prüfungsmaschine.
Bemerkenswerth ist ferner die Aufhängeart der Hebelzugstange (Fig. 9), womit noch eine Regelung der Hebelarmlänge
verknüpft ist.
Die Schneide ist aus einem Bolzen herausgearbeitet, welcher in einer passenden
Ausbohrung des Hebelendes h1 lagert.
Der obere Theil ist ausgeschnitten und durch Seitendeckel ersetzt, welche bei Anzug
der Schraube bremsend wirken. Ausserdem ist in dem Umfang des Schneidenbolzens
feines Schneckenradgewinde eingeschnitten, in welches die durchgehende, frei
drehbare Schraube als Schnecke eingreift, wodurch eine kleine Drehung bezieh.
Ausschwingen der Schneidenkante bewirkt wird. Auch hier wird der Hängerahmen durch
eine Gegenschraube gegen das Herausschnellen gesichert.
An die Hebelzugstange x (Fig.
6) ist mittels einer Hängegabel y die in
einer Aussparung der Plattform versenkte Wagschale i
für die groben Belastungsgewichte von je 20 k angehängt, hingegen die obere
Tellerscheibe i2 zur
Aufnahme der Ausgleichungsgewichte (Tara) der verschiedenen Einspannvorrichtungen
bestimmt.
Textabbildung Bd. 279, S. 154
Pfaff'sche Prüfungsmaschine.
Der Hub der grossen Schale i ist auf 6 mm durch federnde
Anschläge v beschränkt, die Plattform u selbst durch ein Schrauben- und Zahnstangenböckchen
u1v1 in die Wagerechte
einstellbar.
Auf dieser Plattform ist die Schnellwage angeordnet, welche vermöge ihrer
Hebelendschneide auf die Zugstange x einwirkt. Der
Abstand beider Hebelschneiden beträgt 1080 mm, die Verschiebung des Läufergewichtes
900 mm, welcher Weg in 100 Theile von 9 mm Entfernung abgetheilt ist, so dass jeder
Theilstrich den Belastungsunterschied von 100 k am Versuchsstab angibt.
Die Verschiebung des Läufergewichtes G am Wägehebel A erfolgt durch Handbetrieb und selbsthätig durch ein
ablaufendes Gewicht mittels der durch das Räderwerk C
betriebenen Schraubenspindel B. Eine Auslösung der
Spindelmutter ist durch Umlegen des Oesengriffes D
behufs Zurückstellung des Läufers G durch Hand
sofort zu bewirken.
Von der im Wägeständer E lagernden Triebwelle C1 wird ins Rasche
übersetzend eine Welle C2 betrieben, an welcher sich eine Bremsscheibe befindet.
Indem nun bei eintretender Wagerechtstellung des Wägehebels A vermöge eines federnden Anschlages F eine
Welle H gedreht und hierdurch ein Bremsbacken an die
Bremsscheibe angepresst wird, hinreichend um den Stillstand des Bädertriebwerkes
herbeizuführen, so kann die selbsthätige Läufereinstellung mit Leichtigkeit erzielt
werden.
Das mit den beiden Handhebeln W (Fig. 7) betriebene Pumpwerk liefert die
Betriebsflüssigkeit nach dem Presscylinder b, dessen
Kolben c bis 400 mm Hub ausführen kann, während ein
Ventilkopf zur Regelung dient.
Für 1 mm Schneidenlänge entfällt ein grösster Druckwerth von 240 k; während die
Materialspannung in den Seitenständern sich hierbei auf 0,8 k/qmm berechnet,
beträgt das Gesammtgewicht der Maschine 8,5 t.
Erwähnung verdient die Einspannungsart der Drahtseilendstücke. Nach dem einen
Verfahren (Fig. 10)
werden die abgebundenen Seilenden mit einem Mantel (Zink und Blei) umgössen und
mittels viertheiligen Kegelbacken in die Spannösen eingezogen. Nach der anderen Art
(Fig. 11) werden
die einzelnen Drähte aufgespliesst, um einen Stahlkegeldorn umgelegt und mit der
oben angegebenen Metalllegierung umgössen.
Pr.