Titel: | Prüfungsmaschinen und deren Ergebnisse. |
Fundstelle: | Band 286, Jahrgang 1892, S. 271 |
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Prüfungsmaschinen und deren
Ergebnisse.
Mit Abbildungen.
Prüfungsmaschinen und deren Ergebnisse.
A. Martens' Härteprüfer.
Den Mittheilungen aus den königl. technischen
Versuchsanstalten zu Berlin, 1890 Bd. 8 * S. 215, ist über Härteprüfungen
das Folgende entnommen.
Wird ein Diamant von annähernd 90° Kegelspitze über die ebene, möglichst polirte
Fläche des Versuchskörpers geführt, so ergibt die unter den verschiedenen
Belastungen erzielte Ritzbreite einen Maasstab für die Härte des Materials.
Textabbildung Bd. 286, S. 271Martens' Härteprüfer. Die in Fig. 1
und 2 vorgeführte
Versuchsmaschine besteht aus einer Hebelwage, auf deren um die Schneide b schwingenden Balken a
der zum Ritzen bestimmte Diamantkegel d vermöge eines
constanten Gewichtsstückes f gegen das Versuchstück A gedrückt wird. Durch eine auf dem getheilten Hebel
n verstellbare Gewichtsrolle e wird die Stärke dieses Andruckes abgeändert und
zugleich in Grammen angezeigt, während die Verschiebung der Rollengabel o durch den Gabelhalter i
vermöge der Handstange h erfolgt, wobei die
Seitenstangen k zur Führung von i dienen. Die Rolle e sowie die Gabel o sind zwischen Spitzen leicht beweglich gelagert und
das Gegengewicht p zur Ausgleichung des Gabelgewichtes
bestimmt. Eine Ausrückung q, welche auf die Hebelzunge
s wirkt, sowie eine Feineinstellung r, t, mit welcher die Diamantspitze aus dem Ritz nur so
weit ausgehoben wird, um nach erfolgter Verschiebung des Versuchstückes den
Ritzversuch zu wiederholen, sind am Wageständer c
angebracht.
Nachdem die Wage mittels der Dosenlibelle wagerecht eingestellt und der Hebelzeiger
v in der Nullpunkteinstellung der Gewichtsrolle e vermöge des Ausgleichungsgewichtes x zum Einspielen mit der am Ständer l befindlichen Marke w
gebracht ist, wird die Wage zum Versuch bereit gestellt sein.
Der Träger für den Versuchkörper besteht aus einer Grundplatte H, auf welcher mittels der getheilten Schraube M ein Schlitten G
absatzweise bis 12 mm sich verschieben lässt, wodurch Strichgruppen erhalten werden.
Winkelrecht zur Führungsbahn H wird der Schlitten F durch den zwischen den Anschlägen L spielenden Handhebel K
beim Ritzen jedesmal um 1 mm verschoben; dabei gestattet aber die Schraube J eine Gesammtverstellung von 15 mm in der Richtung des
Wagehebels a, also in der Richtung der Ritzbewegung.
Mit Rücksicht auf die veränderliche Gestalt der Versuchkörper ist am Schlitten eine
Kugelplatte E angebracht, die durch zwei Klammern auch
festgelegt werden kann und in deren Ansatz C eine
Tellerplatte B durch die Stellschraube D hochstellbar ist. Auf dieser wird mittels Kitt (1.
Bienenwachs und 3. Colophonium) der Versuchkörper A
geklebt, während zwischen der Kugelplatte E und dem
Schlitten F ein zähes Schmiermittel die Verbindung
beider Theile vermittelt. Hiernach ist eine Horizontaleinstellung der Versuchfläche
A bequem zu ermöglichen, wie durch die
Feineinstellung r, t das Spiel der Diamantspitze
geregelt wird.
Drei solcher Härteprüfer wurden in der königl. technischen
Versuchsanstalt in Berlin mit einer bereits vorhandenen Prüfungsmaschine
nach jeder Richtung hin, sowohl auf die durch die Bauausführung derselben selbst,
als auch auf die Verschiedenheit des Ritzwerkzeuges und die dadurch beeinflussten
Ritzungsergebnisse, auf das sorgfältigste untersucht, um Verhältnisszahlen für jede
einzelne Maschine zu ermitteln, um damit ein einheitliches Ergebniss zu sichern. Aus
diesen, in den Mittheilungen, 1890 Bd. 8 * S. 217,
niedergelegten, sehr ausführlichen Versuchen seien nur diejenigen, welche einzig die
Versuchkörper betreffen, kurz erwähnt, wobei nur die auf diesen vier Maschinen
gefundenen Mittelwerthe herangezogen werden sollen.
Als Ritzwerkzeuge kamen in Verwendung: 1) kegelförmige Diamantspitzen, welche durch
Spalten und Abschaben der Ecken mit einem Diamantsplitter hergestellt wurden, eine
Arbeit, die genau auszuführen sehr schwer ist. Nachdem die günstigste Schnittlage
jeder einzelnen Diamantspitze aufs sorgfältigste ermittelt worden war, ergaben sich
die Spitzwinkel zu 99°, 87° und 98°. 2) Als zweites Ritzwerkzeug kommen glasharte
Stahlspitzen in Verwendung. Beim Ritzen auf hartem Stahl stumpfte sich die
Stahlspitze merklich ab. Die Ritzstriche waren weniger scharf in den Begrenzungen
als die mit Diamanten gezogenen. 3) Ein drittes Ritz Werkzeug bestand aus einer
gleichgeformten Spitze aus weichem Stahl, welche zuerst schwach verkupfert und
nachher auf galvanischem Wege mit Iridium überzogen worden war.
Die mit diesen Ritzwerkzeugen auf der Oberfläche der Probekörper hervorgebrachten
Strichbreiten wurden unter einem von C. Zeiss in Jena
gebauten Mikroskop mit Ocularmikrometer und Objectivschraubenmikrometer als beweglichem Objecttisch
gemessen. Es genügt für vergleichende Untersuchungen die Ausmessung der
Strichbreiten in Umdrehungen der Mikrometerschraube (R)
anzugeben, während für die Härtebestimmung das absolute Maass von R in mm oder in μ = 0,001
mm (Mikromillimeter) ausgedrückt wird. Um aber die Zahlen in den Tafeln
übersichtlicher zu machen, sind die Ablesungen in R mal
1000, d. i. in Tausendstel einer Umdrehung der Mikrometerschraube angegeben.
Die Ausmessung des Objectivglasmikrometers (1 mm in 100 Theile getheilt) ergab als
Mittel
5,202 R = 0,1 mm = 100 μ
Um die durch die Umdrehungen der Mikrometerschraube R
ausgedrückten Härtegrade auf das Millimeter zu beziehen, sind die erhaltenen
Zahlenwerthe mit
\frac{5,202}{0,1}=52 zu multipliciren.
Als Maasstab für die Härte eines Materials wird der reciproke Werth der unter einer
Belastung von 20 g erzeugten Strichbreite angenommen.
Schlussergebnisse der Vorprüfung.
Mittlere Rissbreite
in(Rmal 1000)
für Belastung ing
30
20
10
5
4
3
1) harter Stahl
545
377
248
200
136
(112)
2) geglühter Stahl
961
754
518
335
261
220
3) Messing
1447
1191
749
576
500
432
4) Kupfer
1936
1514
1020
736
613
528
Ergebniss der Hauptuntersuchung mit Kupfer auf Prüfungsmaschine I der Versuchsanstalt.
Belastung in g
A) Rissbreite für je drei Striche
1. Reihe
2. Reihe *
10
2,710
2,766
15
3,263
3,186
20
3,364
3,775
25
3,771
3,908
30
3,555
4,240
Belastung 20 g
Rissbreite für 15 Striche
A)
16,663
17,663
B) **
15,967
17,452
Mittel I
16,710
Härtegrad
A
B
in R
0,87
0,90
* Die Strichgruppen wurden in zwei Reihen ausgemessen, wobei die Abmessungen dadurch
unabhängig gemacht wurden, dass Objectiv und Mikroskop jedesmal frisch eingestellt
wurden.
** Die Ritzversuche unter B) wurden in drei Gruppen zu je fünf Strichen bei 20 g
Belastung durchgeführt.
Mittlere Härte in
R
Mittel der vierMaschinen
MittlereHärtegeradeausgedrückt
Bemerkungen überden Ritzvorgang
mitDiamanten
Ritzungsart
A
B
MittelAB
in mm
1. Blei2. Zinn
0,3230,445
0,3200,453
0,3220,449
0,3240,450
168 234
schmieren, rauhe Rän- der, Striche wellig.
3. Zink
0,800
0,820
0,810
0,821
426
gibt lange Späne Rän- der glatter als 1. u. 2, Striche
wellig.
4. Kupfer
0,758
0,773
0,776
0,766
398
setzt kleine Späne ab.
5. Messing
1,020
1,008
1,014
1,017
528
kurze Späne, Ränder wie 3. u. 4.
6. Nickel
1,078
1,060
1,069
1,074
557
Späne wie bei 3.
7. Stahl weich
1,483
1,460
1,472
1,474
765
weich, sehr lange Späne.
8. Glas
2,555
2,713
2,634
2,614
1355
kurze Späne, scharfe Striche
9. Stahl hart
2,710
2,638
2,674
2,650
1375
hart, wie bei 8.
Interessant ist noch eine Zusammenstellung der Härtegrade von Zinn-Kupferlegirungen.
Härtegrade von Zinn-Kupferlegirungen.
Nr.
Legirung
R
μ*
Ritzen mit einerEcke
Verhalten derStücke beimBearbeiten
1
Sn
0,62
282
ritzt 2 und 13 nicht, wird von 2 geritzt.
sehr weich.
2
CuSn5
0,80
364
von 3 mehr geritzt, als 3 von 2.
beim Sägen weich.
3
CuSn4
0,83
378
von 4 schwach ge- ritzt
desgl., aber härter.
4
CuSn3
0,980,66
446 300
von 3 und 5 schwach geritzt, ritzt 5 schwach, 2 und
1 deutlich
wie 3.
5
CuSn2
1,070,48
487 218
wird von 6 schwach geritzt, ritzt 4 noch schwächer, 3
und 2 deutlich
wie 2.
6
Cu2Sn
1,311,82
625 830
wird von 5 nicht geritzt, ritzt aber 5, 4 bis 1
deutlich.
spröde.
7
Cu2Sn
1,82
830
von 6 nicht geritzt, ritzt 6 schwach, 5 bis 1 deutlich.
sehr spröde u. hart, bricht beim Sägen.
8
Cu3Sn
2,42
1100
von 7 kann geritzt, ritzt 7 und 6 deut- lich
sehr hart, zerbrök- kelt beim Sägen.
9
Cu4Sn
2,23
1020
von 8 und 7 nicht geritzt, ritzt 8 und 6.
fast unsägbar.
10
Cu5Sn
2,19
1000
von 9 schwach ge- ritzt, ritzt 9 und 8 nicht, von 8
nicht geritzt
wie 9, zerspringt beim Zerschlagen jedoch nicht
so leicht.
11
Cu10Sn
1,81
825
von 10, 9, 7 deut- lich, von 6 schwach und von 4
nicht geritzt.
hart, grosser Wider- stand beim Sägen.
12
Cu15Sn
1,71
780
von 11 bis 6 deut- lich, von 5 schwach geritzt.
wie 11.
13
Cu20Sn
1,77
816
von 12 bis 6 deut- lich, von 5 schwach, von 4 sehr
schwach geritzt.
noch hart, jedoch weicher als 12.
14
Cu25Sn
1,48
675
von 13 und 12 schwach, von 11 bis 6 deutlich, von 5
schwach geritzt.
wie 13.
* μ, = R. 0,877 . 52 nach Maschine IV in Mikromillimeter.
T. Olsen's Prüfungsmaschine.
Eine von Tinius Olsen und Comp. in Philadelphia gebaute
Prüfungsmaschine stehender Anordnung mit Kraftantrieb und selbsthätiger
Laufgewichtsverschiebung verdient Erwähnung. Die Zeitschrift Der Techniker von 1889 * S. 114, American
Maschinist, 1891 Bd. 14 Nr. 23 * S. 4, Industries, 1891 Bd. 10 * S. 196 u.a. beschreiben verschiedene
Ausführungen derselben.
Das Spannwerk besteht aus einer viereckigen Platte a
(Fig. 3 bis 6), welche durch 4 starke
Schraubenbolzen b getragen wird, die in einen
Gestellkasten c hinabragen. Jede dieser Schrauben wird
durch Muttern angespannt, die vermöge eines Rädertriebwerkes d eine gleichzeitige Bethätigung erfahren. Durch Räderverschiebung bei e wird einestheils die Uebersetzung des Triebwerkes
verändert, anderntheils ermöglicht ein doppelter Riemenantrieb der Scheiben f und g die Umkehrung der
Bewegung des Spannwerkes, was durch eine doppelte Reibungskuppelung ausgeführt ist.
Zudem ist an der Antriebscheibe g eine kleine
Riemenscheibe h angeschlossen, durch welche eine kurze
Zwischen welle und von dieser aus eine auf der ersten Antriebwelle fliegend
aufgesetzte Keilnuthscheibe k bethätigt wird. Durch
diese Zwischenübersetzung wird eine sehr langsame Gangart des Spannkopfes erhalten.
Dieses Triebwerk lagert an einem frei tragenden Arm l,
welcher am Gestellkasten seitlich angeschraubt ist und gleichzeitig die Wägehebel
trägt. Die Wage besteht, ähnlich wie bei Fairbanks
(vgl. 1889 272 * 482), aus einer Verbindung von drei
wagerechten Hebeln
m, n und o (Fig. 4), auf deren höchst gelegenen ein Laufgewicht
p selbsthätig verlegt wird, und deren einmalige
Bewegungsstrecke für die höchste Kraftäusserung der Maschine ausreicht.
Textabbildung Bd. 286, S. 273Fig. 3.Olsen's Prüfungsmaschine. Indem nun der obere Spannkopf r durch die
unmittelbare Vermittelung der Ecksäulen s auf den Tisch
t mit der vollen Zugkraft presst, wird ein grosser
Theil dieses Druckes oder auch der ganze Druck auf den ersten unteren Wägehebel m übertragen, während der kleinere Theil desselben vom
festen Stützpunkt A aufgefangen wird.
Dieser Druckantheil ist von dem Hebelverhältniss der an der Tischplatte t gegebenen Unterstützungsstellen A und B zur resultirenden
Belastungsrichtung Z bedingt. Hiernach erhält man statt
drei nunmehr vier übersetzende Hebel. Fällt jedoch der Stützpunkt B in die lothrechte Belastungsrichtung Z, so verschwindet diese Uebersetzung und es bleiben
bloss die Hebel m, n und o
wirksam.
Textabbildung Bd. 286, S. 273Fig. 4.Olsen's Prüfungsmaschine. Damit nun die Tischplatte t eine sichere
Stützung finde, sind die Doppelschneiden von A und B weit abstehend angeordnet, so dass der Hebel m gabelförmig ausgebildet sein muss. Die
Stützungspunkte D und E
für die anderen Hebel n und o sind an dem Rahmenwinkel l angebracht, der
durch Streben eine Versteifung erhält.
Bemerkenswerth ist die selbstthätige Verlegung des Läufergewichtes p, welche durch die Mitwirkung eines Elektromagnetes
u am Hebelende von o
erreicht wird. Es lagert nämlich längsseits im oberen Wägehebel o eine Schraubenspindel v, die am freien, der Maschine zugekehrten Ende eine Reibungsscheibe w trägt, die mit ihrem inneren Bordrand und gewissem
Spielraum an einer ununterbrochen kreisenden Triebrolle liegt. In der genauen
Wagerechtstellung des Hebels o ist der vorerwähnte
Spielraum vorhanden und deshalb Stillstand der Bewegungsspindel bedingt. Wenn aber
in Folge zunehmender Zugkraft der Hebel nach oben zu ausschlägt, so wird die
Reibungsscheibe w sich an die Triebrolle drücken,
wodurch die Verschiebung des Läufergewichtes p
eingeleitet wird. Um aber die Fortdauer dieser Bewegung sicher zu stellen, ist der
Magnet u vorgesehen, welcher den Wägehebel o so lange in der Hochstellung zurückhält, bis ein
kleines durch die Läuferverschiebung eintretendes Uebergewicht im Stande ist, die
Anziehungskraft des Magneten zu überwinden und den Wägehebel o in die Wagerechtlage zu versetzen.
Textabbildung Bd. 286, S. 273Olsen's Prüfungsmaschine. Während aber die Schraubenspindel v im
Haupttheil für die Verlegung des Läufergewichtes mit grobem Gewinde versehen ist,
besitzt das rückwärtige kurze freie Spindelende feines Gewinde, welches zur Bewegung
eines Schreibstiftschlittens dient, durch welchen an der Papiertrommel x die augenblicklichen Gewichtsstellungen bezieh. die
Belastung oder Kraftstärke angezeichnet werden kann. Wenn nun die Dehnung des
Versuchsstabes zur Hervorbringung einer Schwingungsbewegung der Papiertrommel
herangezogen wird, können ganz leicht Schaulinien zu Stande kommen.
Dies wird nach Fig. 5 und
6 in folgender Weise
durchgeführt. Nachdem am Probestabe im vorgesehenen Abstande zwei Ringschellen
angebracht worden sind, werden an die Unterfläche derselben zwei Fühlhebel 1 und 2 angesetzt, von
denen der obere (1) an einem Hebel 3 wirkt, der mittels einer Zugstange 4 an einem unteren Hebel 5
wirkt, an dessen Gegenende eine Schnurrolle 6 einen
Faden 7 gespannt hält, der sich um die Welle der
Papiertrommel wickelt. Da aber das andere, freie Ende dieses Fadens an einer Stange
8 angehängt ist, die durch den Gewichtshebel 9 schwebend erhalten ist, durch den Fühlhebel 2 jedoch bei eintretender Stabdehnung niedergedrückt
wird, so folgt eine proportionale Fadenverkürzung, welche durch die Kraft einer
Windungsfeder an der Trommelwelle die nöthige Spannung erhält. Dies hat eine
theilweise Drehung der Papiertrommel x zur Folge,
welche mit zunehmender Dehnung des Probestabes auch zunimmt. Ausserdem ist am
Rahmengestell 10 dieser Vorrichtung noch ein
Zeigerbogen angeordnet, dessen Zeiger mit der Trommeldrehung im Verhältniss
steht.
Jeder der beiden Einspannköpfe ist mit einer Einrichtung zum Einspannen von
Flachstäben versehen, welche in Fig. 7 bis 9 dargestellt ist.
An jedem der beiden durch die Trapezschraube a
anstellbaren Bolzen b ist eine Führungstasche c angeschraubt, in welcher ein Rahmen d die keilförmigen Spannbacken e trägt. Beide Rahmen d sind an einem Bolzen
f angehangen, der im Hebelrahmen g liegt und mittels dessen es möglich wird, mit der
Hand die Keilbacken zu lüften, um die Flachstäbe aus- und einspannen zu können.
Textabbildung Bd. 286, S. 274
Olsen's Prüfungsmaschine.
L. Schopper's Dehnungszeiger an Prüfungsmaschinen.
Um den Dehnungszeiger im Augenblicke des Zerreissens des Versuchstückes N (Fig. 10) festzuhalten
und zu verhindern, dass bei feinen Versuchstücken, wie Drähten, Fäden u. dgl., das
untere Klemmstück M durch das Eigengewicht belastend
auf den Dehnungszeiger einwirke, ist nach dem D. R. P. Nr. 53635 vom 3. April 1890,
Zusatz zu Nr. 47745 vom 9. November 1888 die folgende Einrichtung getroffen.
Textabbildung Bd. 286, S. 274Fig. 10.Schopper's Prüfungsmaschine. An der Zugschraube i ist ein drehbarer
Winkelhebel R angebracht, der mit seiner Nase s den Schieber t verlegt
und durch das Stäbchen e den Dehnungszeiger K bei eintretender Dehnung von N bewegt. Dieser Winkelhebel R vermittelt die
Verbindung der Zugstange i mit der Hülse H, an welcher das Klemmstück M angebracht ist, in der Weise, dass dieser Winkelhebel R während der Zugwirkung sich schräg stellt und mit dem
hinteren Ende hebend auf die Hülse H einwirkt. Im
Augenblick des Zerreissens von N schlägt die fallende
Hülse H den Hebel R links
drehend zurück, wodurch die Nase s aus dem Schieber t rückt, wodurch die Verbindung mit dem Dehnungszeiger
unterbrochen wird.
Le Chatelier's Dehnungsmesser für Eisenbrücken.
Um die Dehnungen einzelner Fachwerkglieder an eisernen Brückenträgern zu beobachten,
schlägt Le Chatelier die bereits im November 1889 an
einer Eisenbahnbrücke zu Nogent sur Marne verwendete Vorrichtung vor.
Dieselbe besteht nach Revue industrielle vom 27.
December 1890 * S. 510 aus einem genau 1 m langen Rohr a (Fig. 11
bis 13), welches
zwischen Spitzen eingespannt ist, von denen die eine b
in einem Böckchen festsitzt, während die andere c in
der Bohrung eines zweiten Böckchens gleitet. Die bewegliche Spitze c stützt sich aber auf einen federnden Dosendeckel
d, welcher auf die im Dosengefäss e eingeschlossene Flüssigkeit presst und dieselbe durch
das gewundene Zwischenrohr f in das gläserne Steigrohr
g treibt.
Textabbildung Bd. 286, S. 274Le Chatelier's Dehnungsmesser. Jedes Millimeter Höhentheilung dieses Steigrohres entspricht bei 2,4 mm
innerem Durchmesser bezieh. 4,5239 qmm Querschnitt irgend einer Materialspannung für
1 qmm Stabquerschnitt des Fachwerkgliedes. Weil aber die Raumverminderung des
Gefässinhaltes annähernd bloss ⅔ von jenem beträgt, welcher von einem beweglichen
Kolben von gleichem Durchmesser hervorgerufen würde, so muss der Flächeninhalt des
federnden Dosendeckels \frac{3}{2} eines beweglichen Kolbens
sein. Da aber ferner eine Wassersäule von 1 mm Höhe und 4,5239 qmm Querschnitt eine
Inanspruchnahme von S = 0,100 k/qmm in den zu
untersuchenden Constructionsgliedern von 200 mm Länge anzeigen soll, so folgt eine
Schwingung des Dosendeckels λ
\frac{\lambda}{l}=\frac{S}{E}
\lambda=\frac{S}{E}\,.\,l bezieh.
\lambda=\frac{0,1}{20000}\,.\,200=\frac{1}{1000}\ mm
sofern E = 20000 der
Elasticitätsmodul für Schmiedeeisen ist.
Die Flüssigkeitsverdrängung ist hierbei
q = f . 1 = 4,5239 cbmm,
hiernach
Fλ = q oder
F = (q : λ)
die Querschnittsfläche eines Kolbens
F = 4,5239 . 1000 = 4524 qmm.
Ein federnder Dosendeckel muss aber \frac{3}{2} gross sein, daher
ist
F1 = 6786 qmm
bezieh.
D1= 93 mm
der Querschnitt und der Durchmesser des Deckels.
–––––––
Ist nun bei gegebener Grösse des federnden Deckels und vorhandenem Steigrohr die
Schwingungsgrösse λ für je 1 mm Steighöhe durch
Versuche festgestellt, so kann ohne weiteres die für jedes Millimeter Steighöhe
entsprechende Inanspruchnahme des Constructionsmaterials in k/qmm bestimmt
werden.
Zur Bestimmung der Dosendeckelschwingung λ dient
die in Fig. 12 und 13 dargestellte
besondere Messvorrichtung, welche an Stelle des festen Böckchens benutzt wird.
Vermöge einer Mikrometerschraube von 1 mm Theilung und einer Theilscheibe von 100
Theilungen kann ohne weiteres die Deckelschwingung bis 1/100 eines Millimeters bestimmt und die
dabei eintretende Erhebung des Flüssigkeitsspiegels im getheilten Steigrohre
beobachtet werden.
Legt man beispielsweise dieser Vorrichtung, wie eingangs erwähnt ist, eine Rohrlänge
a von 1000 mm zu Grunde, so dass die
Versuchsglieder der Fachwerksconstruction auf je 1 m Länge auf Dehnung oder
Verkürzung untersucht werden können, und nimmt man ferner den Durchmesser bezieh.
die Fläche des Dosendeckels zu D1 = 220 mm bezieh. F1 = 38 000 qmm an, so folgt nach der früheren
Annahme eine Kolbenfläche
F = ⅔ F1
= 25300 qmm.
Die theoretische Kolbenverschiebung λ folgt nach dem Proportionalitätsgesetz
\frac{\lambda}{l}=\frac{S}{E} und
\lambda=\frac{S}{E}\,.\,l
sowie für die Inanspruchnahme
S = 0,1 k/qmm und E=
20000 k.
\lambda=\frac{100}{20000}=\frac{1}{200}\ mm.
Sollen nun jede 10 mm Theilung des Steigrohres dieser Inanspruchnahme entsprechen, so
muss
f . 10 = λ .
F1
sein, woraus für
f=\frac{25300}{2000}=12,65\ qm
und für
d = 4,076 mm
folgen.
Werden nach mehrjährigen Untersuchungen auffällige Dehnungen eines bestimmten
Fachwerkgliedes einer Brücke wahrgenommen, so kann sehr leicht ein Schluss auf die
Veränderungen des Materials oder auf äussere Ursachen gezogen werden.
Selbstredend werden diese Versuche mit möglichster Berücksichtigung oder besser
Vermeidung äusserer Einflüsse, welche die Ergebnisse stark beeinträchtigen können,
wie Sonnenbestrahlung u. dgl., durchzuführen sein. Nicht nur die Ablesungen vor und
nach erfolgter Belastung der Brücke sollen möglichst auf einander folgen, sondern es
sollen die Versuche möglichst bei bedecktem Himmel durchgeführt, auch die
Vorrichtung selbst soll vor strahlender Körperwärme durch Bedeckungen geschützt
sein. Neuerdings sollen die Schwankungen des Flüssigkeitsspiegels durch Lichtbilder
festgestellt werden.
J. E. Reinecker's Messvorrichtung.
An den Dehnungsmesser von Le Chatelier anschliessend,
sei eine Messvorrichtung von J. E. Reinecker in
Chemnitz-Gablenz erwähnt, die nach ähnlichen Grundsätzen wie die vorhergehende
gebaut ist, aber anderen Zwecken dient. Zur Bestimmung der genauen Abmessung eines
Stückes bedient man sich der Vergleichung mit anderen, genau bestimmten Messkörpern,
welche in Abständen von 25 zu 25 mm bezieh. von 5 zu 5 mm vorhanden sind. Diese
Vorrichtung besteht aus einer verhältnissmässig starken Wange (Fig. 14), auf welcher ein verstellbares Böckchen
mit dem Dosengefäss und ausmündenden gläsernen Steigröhrchen sowie einem
festgelegten Reitstockböckchen mit Mikrometerschraube von 1 mm Steigung und einem
Schraubenrade, welches vermöge ihrer Triebschraube Einstellung bis (1 : 10000) einer
Umdrehung ermöglicht.
Textabbildung Bd. 286, S. 275Fig. 14.Reinecker's Messvorrichtung. Soll nun irgend ein Körper auf seine Genauigkeit untersucht werden, so
bringt man vorher den dazu passenden Messkörper zwischen die Spitzen der
Lagerböckchen und vermerkt sich sowohl den Stand der Zeigerscheibe, als auch den
Stand der Dosenflüssigkeit im Steigrohre. Nach Entfernung desselben wird das zu
untersuchende Stück ebenfalls in die Vorrichtung so lange eingespannt, bis der
Flüssigkeitsspiegel an dem früheren Theilstriche einspielt, wodurch die frühere
Stärke der Einspannung festgestellt ist. Hierauf ergibt die vergleichende Ablesung
an der Zeigerscheibe die Grösse der Abweichung vom Messkörper.
A. Mallock's Vorrichtung zum Messen der Materialdehnungen an
fertigen Constructionstheilen.
Aus der Verlängerung oder Verkürzung einer vorbestimmten Länge eines
Constructionstheiles einen Rückschluss auf die in diesem Theile auftretende
Materialspannung zu bilden, ist Aufgabe dieser nach Engineering, 1890 Bd. 50 * S. 614, in Fig. 15 und 16 dargestellten
Vorrichtung.
Dieselbe besteht aus einem geraden Stahlstabe D, welcher
in einem Gusstücke C fest eingesetzt ist. In diesem ist
ferner eine in der Hochstellung unverrückbare Körnerspitze P eingeschraubt, die an der oberen Fläche von C etwas hervorragt. Um diesen Theilen C, D
und P einen festen Halt zu geben, ist ein schweres,
frei aufliegendes Gusstück W vorgesehen, in dessen Arm
ein kurzer Bolzen O gespannt ist, der mittels einer
Quernuth den Endzapfen von P übergreift. Ausserdem
trägt dieser Bolzen O ein Fernrohr T, mit welchem Spiegelablesungen durchgeführt werden
sollen.
Am Stahlstabe D ist nämlich ein Schieber E zwischen 150 und 600 mm Länge stellbar angebracht,
welcher eine um Zapfenschrauben F drehbare Körnerspitze
Q besitzt, die zudem am oberen Hebeltheil G einen Spiegel M trägt.
Sobald daher die Körnerspitze Q durch irgend eine
Veranlassung schwingt, muss dieser Spiegel M in der
Längsrichtung des Stabes D auch schwingen. Knapp neben
diesem ist fest ein
zweiter Spiegel am Schieber E angebracht, dessen Ebene
aber gegen den früheren Spiegel M etwas geneigt ist,
und zwar derart, dass die von beiden Spiegeln auf den Hauptspiegel N geworfenen Bilder sich etwas überdecken.
Nun ist an dem Schieber E ein Stab V angebracht, an dem ein Beleuchtungsspiegel R, eine Glasplatte mit feiner Zolleintheilung S und eine Linse K
anzuordnen sind, durch welche die Eintheilungsstriche von S sowohl auf den feststehenden, als auch auf dem schwingenden Spiegel M vergrössert geworfen werden. In der Nullpunktstellung
der Vorrichtung werden sich die Theilstriche im Spiegel N vollständig, wie in Fig. 17, decken müssen,
wobei nur die Grundstriche etwas versetzt sind. Da nun dieser Gesammtapparat vermöge
seiner Körnerspitzen P und Q, die, wie Fig.
16 zeigt, nur mit dem Aussenrand der Körnergrübchen in Berührung treten,
die im gegebenen Abstande (zwischen 150 und 600 mm) eingeschlagen sind, auf dem
Constructionstheil aufgesetzt wird, so findet nach erfolgter grober Aufstellung das
Einrichten der Nullpunktstellung durch eine feine Verlegung des Schiebers E mittels einer Schraube Z
statt, bis man durch das Fernrohr T die vollständige
Deckung der Theilstriche im Spiegel N wahrnimmt.
Textabbildung Bd. 286, S. 276Mallock's Messvorrichtung. Hierauf wird der Schieberhaupttheil E auf D festgelegt, dieser Stab aber während der Versuche vor
strahlender Körperwärme oder anderen Einflüssen sorgfältig gehütet.
Wird nun der Constructionstheil einer Kraftbeanspruchung ausgesetzt, in Folge dessen
sich derselbe verlängert oder verkürzt, so muss dieselbe sich in einer Verdrehung
des Körnerhebels Q äussern und den Spiegel M zum Schwingen veranlassen, in dessen Folge die im
Hauptspiegel N zurückgeworfenen Theilstriche jene des
festen Spiegels übergreifen werden, wie Fig. 18 zeigt. Aus der
Anzahl der Verschiebungen kann man ohne weiteres auf die durch die Kraftwirkung
bezieh. durch die im Constructionstheile hervorgebrachte Spannung schliessen, indem
man dessen Verlängerung λ bestimmt. Ist nun l die Länge des Hebelarmes QF,
s der Abstand der Theilstriche, n die Anzahl
der verschobenen Theilstriche im Spiegel N und f die Brennweite der Linse K, so folgt:
\lambda=\frac{n\,.\,l\,.\,s}{2\,.\,f}
Hiernach wird
\frac{S}{E}=\frac{\lambda}{L} bezieh.
S=\lambda\,.\,\frac{E}{L}
die Inanspruchnahme sein, wenn L
der gemessene Abstand der Körnerpunkte A und B am Versuchstücke, E der
Elasticitätsmodul für das betreffende Material und l
die beobachtete Verlängerung des Versuchstückes ist.