DE1041278B

DE1041278B - Kollektiv-Reissverfahren

Info

Publication number: DE1041278B
Application number: DESCH11784A
Authority: DE
Inventors: Dr Heinrich Schumacher
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1953-02-19
Filing date: 1953-02-19
Publication date: 1958-10-16

Description

Kollektiv-Reißverfahren Garne, Zwirne, Seiden, Litzen, Drähte usf. aus natürlichen und synthetischen Fasern, Kunststoffen, Metallen usf. werden auf Reißkraft und Reißdehnung hisher in der Weise geprüft, daß man jeweils nur einen einzelnen Prüfling von genormter Länge einspannt und bis zum Bruch belastet und hierbei Bruchlast und Bruchdèhnung feststellt. Da die Brudilast und Bruchdehnung von der Belastungsgeschwindigkeit abhängen, wird eine bestimmte Reißgeschwitndigkeit vorgeschrieben. Da das auf einem einzelnen Cop befindliche Garn, ebenso das Garn von Cop zu Cop beachtliche Schwankungen in Reißkraft und Reißdehnung aufweist, müssen, um zu brauchbaren Mittelwerten zu kommen, zwanzig und mellr, in Spezialfällen hunderte von Reißversuchen durchgeführt werden. Diese Prüfungen sind zeitraubend und dadurch kostspielig.
Seit Neuestem sind nun Geräte auf dem Markt, die diese Prüfung (Einzelprüfungj voll automatisieren, um Arbeitskräfte zu sparen. Der Nachteil dieser automatisierten Einzelprüfung ist jedodh, daß wegen der vorgeschriebenen Reißgeschwindigkeit nur rund hundertzwanzig Reißversuthe pro Stunde möglich sind.
Arbeitet das Gerät ohne Aufsicht, so reißt es kontinuierlich und zieht deshalb vom Cop fortlaufend h4aterial ab. Bei hundertzwanzig Prüfungen je Stunde und einer Prüflänge von 50 cm sind dies nur 60 m, während ein Cop bis zu 5000 m Garnlänge haben kann und die Reißfestigkeit und Reißdehnung über diese 5000 m oft sehr schwankend ist.
Die Amerikaner und Engländer bevorzugen deshalb nach wie vor die Strangreißprüfung (Gebindeprüfung), bei der achtzig Windungen, also hundertsechzig Einzelfäden gemeinsam eingespannt und gemeinsam bis zum Bruch belastet werden. Infolge der unterschiedlichen Dehnung bei den hundertsechzig Einzelfäden reißen diese aber nicht im selben Zeitpunkt. Die Fäden mit geringster Dehnung reißen zuerst, die mit höchster Dehnung zuletzt Die Bruchlast bei der Gebindeprüfung liegt deshalb bis zu 30 O/o und mehr unter der Summe der Reißkräfte der einzelnen Fäden. Die Höhe der Bruchlast ist von der Dchnungsschwankung der hundertsechzig Einzelfäden abhängig. Dies bringt eine unliebsame Unsicherheit in die Qualitätsbeurteilung.
Hier setzt die Erfindung ein. Wie man sieht, ist heim gemeinsamen Reißen vieler Fäden die Bruchdehnung und nicht die Bruchlast des Gebindes maßgegend. Die Erfindung besteht darin, daß eine Vielzahl von Prüflingen, die je nach Belastbarkeit der Reißmaschine und geforderter statistischer Sicherheit gewählt wird und zehn, hundert oder gar tausend betragen kann, gemeinsam, aber sich gegenseitig nicht berührend eingespannt und in an sich bekannter Weise gemeinsam einer steigenden Zugbelastung unterworfen werden und hierbei in Abhängigkeit von der durch die Zugkraft ausgelösten Dehnung fortlaufend die Zahl der gerissenen oder der noch nicht gerissenen Prüflinge und gleichzeitig die für jeden Dehnungszustand jeweilige Belastung registriert werden.
Bei der Gebindeprüfung liegt die Bruchlast um so niedriger unter der Summe der Einzelreißkraft der Fäden und ebenso die Dehnung bei der Bruchlast um so weiter unter der mittleren Reißdehnung der Einzelfäden. je größer die Dchuuugsschwankungen innerhalb der einzelnen Fäden des Gebindes sind.
Da bei den üblichen Reißmaschinen vermittels der Prüflingsfäden das Belastungsgewicht (Hebelwaage) gehalten werden muß, reißt das ganze Gebinde bei der Erreichung der Älaximallast schlagartig, da bei gleicher Gesamtlast die Zahl der nicht gebrochenen Fäden rapid abnimmt und dementsprechend die spezifische Belastung im Einzelfaden rapid steigt.
Bei der vorliegenden Erfindung wird deshalb Vorsorge getroffen, daß die spezifische Belastung der restlichen Fäden unter Kontrolle bleibt.
XVie stark der Unterschied zwischen Gebindebruchlast und Summe der Einzelreißkräfte, ferner zwischen der mittleren Reißdehnung und der Dehnung bei Bruchlast sein kann, ersieht man aus folgender Überlegung: Hätten alle Einzelfäden gleiche Reißkraft, z. B. 1 kg, und hätten alle Reißfäden genau dieselbe Reißdehnung. z. B. 10°/o, so würden alle Fäden des Gebindes gleichzeitig bei Erreidhung von 10°/o Dehnung brechen und in diesem Falle die Bruchlast des Gebindes gleich der Summe der Reißkräfte der Einzelfäden sein, ferner wäre die mittlere Reißdehnung gleich der Dehnung bei Bruchlast. also gleich 100/o Bei hundert Prüflingsfäden wäre in vorliegendem Falle die Bruchlast 100 kg. die Summe der Einzelreißkräfte ehenfalls 100 i 1 100 kg.
Würde nun bei gleicher Reißfestigkeit der Einzelfäden von ebenfalls 1 kg sich die Reißdehnung der hundert Fäden gleichmäßig von 0 bis bei0 Reißdehnung verteilen. so wäre die mittlere Bruchlast des Gebindes nur 50 kg gegenüber der Summe der Reißkräfte der Einzelfäden von 100 kg. Ferner würde die Bruchlast theoretisch schon bei OO/o Dehnung erreicht, während die mittlere Reißdehnung der Einzelfäden 5% betragen würde. Je kleiner die Schwankungsbreite der Reißdehnung der Einzelfäden, desto näher liegen Gebindebruchlast und Dehnung bei Bruchlast bei der Summe der Reibkräfte der Einzelfäden bzw. bei der mittleren Reißdehnung.
Spannt man. wie vorerwähnt. die hundert oder mehr Einzelfäden gemeinsam. aber sich nicht berührend ein, belastet sie, wie bekannt, gemeinsam und versieht jeden einzelnen Faden mit einem Fadenwäditer. so läßt sich für jeden Dehnungszustand die Zabl der gerissenen oder ungerissenen Fäden und die zugehörige Belastung feststellen. Man erhält also das I)ehnungshäuliglieitsdiagramm sämtlicher Fäden sowie aus Belastungskurve und Dehnungskurve das gesamte Arbeitsvermögen. Aus mittlerer Reißdehnung, Zahl der beteiligten Fäden und Arbeitsvermögen läßt sich die mittlere Reißkraft der Einzelfäden nunmehr mit genügender Sicherheit errechnen.
Während bei Einzelreißversuchen für 120 Prüflinge bei Vollautomatisierung eine Zeit von etwa 1 Stunde erforderlich ist. lassen sich nunmehr mittlere Reißdellnung und Reißkraft von beispielsweise 200 Einzelfäden mittels des Kollektiv-Reißverfahrens in etwa 60 Sekunden ermitteln.
Im folgenden sind an Hand von Zeichnungen Einr zelheiten des Verfahrens bzw. der beispielsweise zur Durchführung des Verfafhrens vorgeschlagenen Vorrichtungen beschrieben.
Fig. 1 zeigt die Spannleisten 1. mittels der die Fäden 2 des Kollektivs geklemmt werden. Die Pfeile AS zeigen die angreifende Zugkraft.
Fig. 2 zeigt den Widelrahmen 3 und die Fäden 2, die mittels der strichpunktierten Spannleisten 1 festgeklemmt werden. lii Fig. 3 ist im niagramm dargestellt, wie das Reißdellnungsdiagramm beim Kollektiv-Reißverfahren aussrebt. wenn sämtliche Einzelfäden gleiche Dehnung voll D0/O besitzen. Die Bruchlast des Kolldtis-s (= 50 kg) ist gleich der Summe der Reißkräfte der Einzelfäden. die mittlere Reißdehnung gleich der Dehnung bei Rruchlast (= 5°/o). Bei den zweihundert beteiligten Einzelfäden beträgt somit die mittlere Reißfestigkeit 750g. Z bedeutet im Diagramm die Anzahl der Einzelfäden.
Fig. 4 zeigt demgegenüber ein Kollektiv, bei dem die Dehnung der 200 Einzelfäden gemäß der Häufigkeitskurve zwischen 3 und 7% schwankt. Die mittlere Reißdehnung beträgt 5 0/o, die maximale Last rund 35 kg. Aus der Fläche desArbeitsvermögens, der Zahl der beteiligten Fäden und der mittleren Reißdehnung läßt sich die mittlere Reißkraft rechnerisch ermitteln.
Fig. 5 zeigt die Fadenwächterrollen 4 auf den Fäden 2 aufliegend mit Rille und Kontaktstift 8, die exzentrische Bohrung 10, um die sich die Rolle dreht, die gemeinsame Achse 10, auf der die Fadenwächterrollen sitzen. ferner den vom Stift 8betätigten Federkontakt 6, der den Stromkreis 5, 6. 7 schließt. Stift 9 dient zum gemeinsamen Anheben der Fadenwächter- rollen beim Aufsetzen auf die zu überwachenden Fäden.
Fig. 6 zeigt die Sammelschienen 11 und liga. zwischen denen die gleich großen Widerstände 7 der einzelnen Fadenwächter liegen: 12 ist die Stromquelle, 13 das Amperemeter.
Zur Durdiflihrung des Verfahrens dient ein Wickel rahmen, auf den das Garn mittels Leitspindel und Mutter gleichmäßig aufgehaspelt wird. Das in der Rahmenöffnung befindliche Garn wird nun, wie aus Fig. 2 und 1 hervorgeht. mittels je zweier Spannleisten oben und unten festgeklemmt und in dieser Anordnung der Einzelfäden in die Belastungseinrichtung (Reißmaschine) eingelegt.
Als Fadenwächter zum Nachweis des Bruches der einzelnen Fäden dienen beispielsweise an sich bekannte Tastrollen mit eingedrehter Rille, die bei 10 exzentrisch gelagert sind und die auf die Fäden 2 aufgesetzt werden. Die Rille verhindert ein Abgleiten der Rolle vom Faden.
Beim Bruch eines Fadens senkt sich infolge der Schwerkraft die Rolle und schließt mittels des Stiftes 8 den Stromkreis 5, 6, 7. Jedem Fadenwächter ist ein Stromkreis mit gleichem Widerstand zugeordnet, der durch die Fadenwächterrolle bei Bruch geschlossen wird. Die Stromkreise sämtlicher Fadenwäclhter sind parallel geschaltet. Die Zahl der Fadenbrüche ist deshalb proportional dem Summenstrom in der Sammelschiene 11.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Kollektiv-Reißverfahren zur Feststellung der Dehnungsverhältnisse und der Zugfestigkeit von Garnen, Zwirnen, Seiden, Litzen, Drähten usf. aus natürlichen und künstlichen Fasern, Kunststoffen, Metallen usf., insbesondere zur Feststellung der Kraft-Dehnungs-Linie, der mittleren Reißdehnung und der mittleren Reißkraft der am Kollektiv beteiligten Prüflinge sowie der Häufigkeitsknrve der Reißdehnungen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Prüflingen gemeinsam, aber sich gegenseitig nicht berührend eingespannt und in an sich bekannter Weise gemeinsam einer steigenden Zugbelastung unterworfen werden und hierbei in Abhängigkeit von der durch die Zugkraft ausgelösten Dehnung fortlaufend die Zahl der gerissenen oder der noch nicht gerissenen Prüflinge und gleichzeitig die für jeden Dehnungszustand jeweilige Belastung registriert werden.
2. Einspannvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Träger für das Prüflingskollektiv in Form eines Hohlrahmens (3), der durch zwei Wellenbolzen zugleich als Bauteil (Wickelrahmen) einer Wickelvorrichtung mit Leitspindel ausgebildet ist.
3. Fadenbruch-Registriervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch auf einer Achse (10) exzentrisch gelagerte und auf den Prüflingen (2) aufliegende. an sich bekannte Tastrolle (4), die sich bei Reißen der Prüflinge durch ihr Eigengewicht nach unten senken und hierdurch elektrische Stromkreise (5, 6, 7) schließen.
4. Fadenbruch-Registriervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den einzelnen Garnprüflingen zugeordneten Stromkreise (5, 6, 7) parallel geschaltet sind, gleichen elektrischen Widerstand haben und daß in der an die Stromquelle (12) anschließenden Sammelschiene (11) ein Amperemeter (13) angeordnet ist. das den der Zahl der ge- rissenen Prüflinge proportionalen Summenstrom anzeigt. ~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 403 806.