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Gerät zur Feinmessung von Längenänderungen bei Prüfkörpern, nach Art des Martensschen Spiegelapparates für Kalt-und Warmzugversuche.
Die Geräte zur Feinmessung von Längenänderungen bei Prüfkörpern, wie insbesondere der Martenssehe Spiegelapparat, verwenden mit dem einen Ende am Prüfkörper angeklemmt Schienen, sogenannte Messfedern, die sich mit ihrem andern Ende gegen Rollen oder Schneiden stützen, die . Spiegel tragen. Bei Längenänderungen des Prüfkörpers wirken die Messfedern verdrehend oder kippend auf die Rollen bzw. Schneiden und damit auf die Spiegel, in denen nach bekannten Grundsätzen mittels Fernrohren die Verschiebungen des Spiegelbildes von Massstabteilungen beobachtet werden. Aus dem Mass der Verschiebungen lässt sich die Längenänderung der Prüfkörper bestimmen.
Bisher wurden die Schienen meist mittels Klemmvorrichtungen am Prüfkörper angeklemmt, die in ungefährer Sehienenmitte angriffen. Es wurde nun beobachtet, dass die hiedurch bewirkten Durchbiegungen genügen, an den Spiegeln zusätzliche Verdrehungen zu verursachen, die unkontrollierbare Messfehler bewirken, die so bedeutend sind, dass sie die Messgenauigkeit wesentlich beeinflussen.
Bei andern Messeinrichtungen, z. B. beim Bauschingerschen Spiegelapparat ist es allerdings bekannt, statt der Schienen federnde Lamellen zu verwenden und diese so am Prüfkörper anzuklemmen, dass nicht der Klemmdruck die nötige Reibung an den Spiegelrollen bewirkt. Dieser Druck wird vielmehr durch die Biegungselastizität der federnden Lamellen bewirkt. Diese Einrichtung bewirkt jedoch zumindest ebenso grosse Messfehler, da die federnden Lamellen selbst gebogen sind und ihre Biegung mit der sich beim Versuch ändernden Messlänge eine andere wird.
Es verdienen daher die Messeinrichtungen nach Art des Martensschen Spiegelapparates, bei denen der erforderliche Andruck nicht durch die Eigenelastizität der Messfedern erzielt wird, den Vorzug und es bezieht sieh die Erfindung in erster Linie auf derartige Einrichtungen.
In der Zeichnung zeigt Fig. 1 schematisch die bisher gebräuchliche Anordnung der Klemmeinrichtungen für den Kaltzugversuch und Fig. 3 eine solche für den Warmzugversuch. Die Fig. 2 und 4 zeigen die sinngleichen Einrichtungen gemäss der Erfindung. Die Fig. 5-7 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele einer Einzelheit.
Wie in dem Beispiel nach Fig. 1 dargestellt, wurde bisher der nötige Anpressdruck der Schneiden b der Messfedern a an den Prüfstab a ! sowie der Messfedern an die Spiegelschneiden c durch eine Klemmkraft Pi erzeugt, die ungefähr in der Längenmitte der Messfedern wirkt. Da sich die Klemmkraft nur je zur Hälfte auf die Federenden verteilt, muss sie doppelt so gross sein, als den erforderlichen Drücken an den Schneiden entspricht. Durch diese Klemmkraft werden die Messfedern, wie übertrieben dargestellt, durchgebogen.
Da nun die Spiegelschneiden schon bei Beginn des Versuches nicht genau senkrecht zu den Messfederflächen stehen und während des Versuches ihre Neigung gegen diese ändern, so treten in den Messfedern sieh unkontrollierbar ändernde Zug-oder Kniekkräfte auf, die die elastische Durchbiegung beeinflussen und so zusätzliche Längenänderungen des Prüfstabes vortäuschen, die die Messergebnisse fälschen. Durch das Kippen der Spiegelschneiden ändert sich auch der Abstand der Messfedern voneinander und damit die Klemmkraft, was eine weitere Fehlerquelle durch die geänderte Durchbiegung der Messfedern ergibt. Auch bei der in Fig. 3 dargestellten Anordnung für den Warmzugversuch herrschen ähnliche Einflüsse.
Hier sind die Spiegelschneiden und damit die Spiegel nicht wie Fig. 1
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stabes zwischen den Schneiden b und bl. Dureh die Klemmkräfte P2 und Q2 werden hier sinngleiche Messfehler verursacht wie im ersten Beispiel. Auch die zusätzlichen Klemmkräfte Pi, qu die an den Stellen der Schneiden b, bl angreifen, können Fehler verursachen. Infolge der Durchbiegung der Federn a und e stellen sich die Schneiden b, bl schräg, so dass die Klemmkräfte Pi und Qi Kräfte erzeugen, die unter Biegung der Schneiden b, bl die Federn gegen die Spiegelschneiden zu verschieben.
Die Erfindung behebt die-beschriebenen Fehlerquellen dadurch, dass die Anpressdrücke, die zur Anklemmung der Messfedern an den Prüfkörper oder an die die Verdrehung der Spiegel wirksamen Rollen oder Schneiden erforderlich sind, ausschliesslich durch an den Stellen der Stützpunkte der Federn (Schneiden oder Rollen) wirkende Kräfte erzeugt werden, so dass die Messfedern von Biegungsbeanspruchungen frei bleiben.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, wirken die Klemmkräfte ? i an den Stellen der Schneiden b, mit denen sich die Messfedern a gegen den Prüfstab d stützen, ebenso die Klemmkräfte P2 an den Stellen
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Bei der üblichen Ausführung (Fig. 1 und 3) sind die an den Messfedern a, e befestigten Schneiden b, bl so hoch, wie die Breite der Spiegelsehneiden c (etwa 6 mm). Wenn die Klemmkräfte Pi, Qi (Fig. 3) nicht genau in der Richtung der Schneiden angreifen, so erzeugen sie unkontrollierbare biegend oder schiebend wirkende Kräfte in den Messfedern. Durch das Kippen der Spiegelschneiden allein schon ändert sich die Neigung der Messfederschneiden, so dass sie keinesfalls während des Versuches in der Richtung der Klemmkräfte verbleiben.
Um die dadurch verursachten Fehlermöglichkeiten auszu- schalten, sieht die Erfindung weiters vor, dass die Ansatzstellen für die die Klemmkräfte erzeugenden Vorrichtungen durch entsprechende Ausbildung der Messfedern (z. B. durch Abwinkeln zum Prüfstab hin), nahezu oder vollkommen in die Verlängerung der Klemmschneidenkanten verlegt sind, so dass ein die Messfedern verbiegendes Moment durch die Klemmkräfte nicht auftreten kann.
In den Fig. 5-7 sind nach diesem Grundsatz ausgeführte Einrichtungen beispielsweise in der Längsrichtung des Prüfkörpers cl gesehen, dargestellt.
Die Klemmschneiden b sitzen an den Messfedern a. In dem Beispiel nach Fig. 5 sind seitliche Lappen g an den Federn vorgesehen, deren Enden h abgewinkelt sind. Die Winkelstelle liegt in der Verlängerung x-x der Messfederscheiden, so dass die an diesen Stellen angreifenden Klemmkräfte P kein Biegungsmoment auf die Messfedern ausüben können. Gemäss Fig. 6 sind Bügel i vorgesehen, die die Messfedern umgreifen. An den abgebogenen Enden h der Bügel sind in der Verlängerung der Messfederschneiden liegende Ansatzflächen k ausgebildet, auf die sich die Klemmbügel l bzw. die durch die Zugfedern m einwärts gedrückten Stifte n stützen.
Nach Fig. 7 sind die Lappen h der Bügel i mit Bohrungen o versehen, durch welche die Verbindungsstangen p zu den auf der anderen Seite des Prüfkörpers angeordneten Bügeln hindurchgreifen. Auf diesen Verbindungsstangen sind Druckstücke q und l'verschiebbar, u. zw. die Druckstücke q zwecks Einstellung mittels Gewinde, die Druckstücke r dagegen frei beweglich. Die Druckstücke r werden durch die Druckfedern s angepresst. Die Druckstücke q, r sind an ihren Auflageflächen an Bügelenden h kugelig ausgebildet und greifen in entsprechend Pfannen der Teile h ein, so dass eine allfällige einseitige Auflage vermieden wird.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Gerät zur Feinmessung von Längenänderungen bei Prüfkörpern, nach Art des Martensschen Spiegelapparates für Kalt-und Warmzugversuche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anpressdrüeke, die zum Anklemmen der Messfedern an den Prüfkörper oder an die die Verdrehung der Spiegel bewirkenden Rollen oder Schneiden (e) erforderlich sind, ausschliesslich durch an den Stellen der Stützpunkte der Federn (Rollen oder Schneiden) wirkende Kräfte (P"P"Q"Q,) erzeugt werden, so dass die Messfedern (a, e) von Biegungsbeanspruchungen frei bleiben (Fig. 2 und 4).