DE10466C

DE10466C - Träger-Probirmaschine

Info

Publication number: DE10466C
Application number: DENDAT10466D
Authority: DE
Original assignee: Aktien-Gesellschaft für Eisenindustrie und Brückenbau, vorm. J. C. harkort in Duisburg

Description

1879.

Klasse 42.

ACTIEN-GESELLSCHAFT für EISENINDUSTRIE und BRÜCKENBAU, vormals J. C. HARKORT in DUISBURG.

Träger-Probirmaschine.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 28. December 1879 ab.

Die Maschine dient zur Prüfung genieteter oder gewalzter Träger in Bezug auf ihre Biegungs- und Bruchfestigkeit und auf ihr elastisches Verhalten unter dem Einflufs einer concentrirten Last.

Die Hauptanforderungen, die zur Erreichung möglichst correcter Resultate an eine solche Maschine zu stellen sind, bestehen in folgenden Punkten:

ι. die Auflagerung des zu probirenden Trägers mufs derart sein, dafs er sich bei eintretender Durchbiegung in der Durchbiegungsebene (Trägerebene) ungehindert bewegen kann, ohne dafs dadurch Richtung und Gröfse der äufseren Kräfte geändert werden, oder gar unberechenbare Kräfte (als z. B. Reibungswiderstände bei Rollenauflagerung) auftreten können;

2. die neutrale Faser des Versuchsträgers, sowie die Mittellinien der äufseren Kräfte müssen stets in einer Ebene liegen;

3. die Probelast mufs bequem und rasch und ohne Stöfse aufgebracht, gemessen und entfernt werden können;

4. die Durchbiegung des Versuchsträgers mufs in jedem Stadium des Versuches, auch nachdem bereits Deformationen eingetreten sind, sicher und schnell abgelesen werden können.

Die vorliegende Maschine sucht diesen Anforderungen in folgender Weise gerecht zu werden:

i. Auflagerung des Versuchsträgers.

Die in gemauertem Fundament ruhenden zwei gekuppelten . Hülfsträger T tragen in der Mitte eine hydraulische Presse P, welche derart in doppelten rechtwinklig zu einander stehenden Pendellagern Z₁ und Z₂ ruht, dafs sie den auftretenden kleinen Bewegungen des Trägers folgen kann. Das obere Pendellager Z₂ überträgt den Druck der Presse auf den Probeträger vermittelst besonderer Armaturstücke A, welche dazu dienen, die Probelast möglichst gleichrnäfsig zu beiden Seiten der neutralen Faser in den Träger einzuführen.

Bei Trägern gröfster Sorte werden zwei Armaturstücke nöthig, um die erforderliche Zahl der Anschlufsschrauben unterzubringen, während bei Trägern von geringerer Tragfähigkeit ein Armaturstück genügt. Auf der Zeichnung ist die erstere Anordnung mit vollen Linien A A, die zweite mit punktirten Linien α dargestellt.

Die Reactionsdrücke an den Enden des Probeträgers werden durch Stahlschneiden .S₁ und .S₂ in zwei Systeme von Zugbändern Z₁ und Z₂ übertragen, die sich ihrerseits wieder vermittelst der Stahlschneiden .S₃ und .S₄ gegen die Hülfs- (Fundament-) Träger T stützen.

Das eine System der Zugbänder Z₂ verbindet den Probeträger direct mit den Fundamentträgern, während das andere System der Zugbänder Z₁, behufs Messung der Spannung in demselben, diese Verbindung indirect mit Zuhülfenahme des Waagebalkens W bewerkstelligt.

Die verhältnifsmäfsig grofse Länge dieser Zugbänder und ihre leicht bewegliche Lagerung in Stahlschneiden eliminirt die Reibung bis auf ein denkbar geringes Mafs und unterstützt den Versuchsträger bei allen Durchbiegungen unverändert in den ursprünglichen Stützpunkten.

2. Seitliche Führungen.
Dieselben bestehen aus mehreren zu beiden Seiten des Versuchsträgers angebrachten verticalen Consolträgern F, welche fest auf einem besonderen Rahmenwerk ruhen. Dieselben sind mit gehobelten verticalen Gleitschienen versehen, die ihrerseits mit besonderen an den Gurtungen des Versuchsträgers angeschraubten Gleitbacken correspondiren.

3. Aufbringen und Messen der Probelast. Der Waagebalken W, der sich, wie die Zeichnung , Fig. ι, ergiebt, vermittelst der Stahlschneide S_x gegen die Zugbänder Z₁ und vermittelst der Stahlschneide .S₅ gegen den Versuchsträger stützt, trägt an seinem anderen Ende, ebenfalls mittelst Schneiden, die Waagschale. Die letztere besteht aus einem mit Wasserstandsglas versehenen Wasserkasten von genau ι qm Querschnitt, so dafs 1 mm Wasserhöhe ι kg Gewicht entspricht. Ist nach voller Füllung des 2 m hohen Kastens der Versuch nicht beendet, so wird das diesem Wasserquantum entsprechende Gewicht von 2000 kg durch seitlich aufgestapelte Gewichtsstücke G ersetzt und. alsdann, nach Entleerung des Kastens, die

weitere Belastung aufs neue durch Wasser aufgebracht.

Diese Art der Belastung durch Wasser hat den grofsen Vortheil einer ganz allmäligen Belastungszunahme und der Vermeidung jedes schädlichen Stofses, der multiplicirt auf den Versuchsträger übertragen, werden würde. Mit denselben Vortheilen läfst sich mittelst eines am Boden des Wasserkastens angebrachten Ablafshahnes jede gewünschte Entlastung bewirken.

Der Waagebalken W nebst Wasserkasten und die Zugbänder Z, sind durch ein Gegengewicht C₁ in ihrem gemeinsamen Schwerpunkte genau ausbalancirt, so dafs dadurch ihre Gewichte auf den Versuchsträger ohne Einflufs sind. Ebenso sind die Wirkungen der Zugbänder Z₂ auf den Versuchsträger durch das Gegengewicht C₂ eliminirt. Es ist dies namentlich deshalb nöthig, um mit den kleinsten Inanspruchnahmen des Versuchsträgers beginnen zu können. Wie leicht ersichtlich, bringt jedes auf die Waagschale aufgebrachte Wassergewicht Q in S₅ einen Reactions-

druck = Q . hervor, entsprechend den

Hebelverhältnissen des Waagebalkens. Zudem braucht bei dieser Anordnung nur die Hälfte desjenigen Gewichtes aufgebracht zu werden, welches dem Pressendruck P und somit der Belastung des Versuchsträgers entspricht.

Behufs Erzielung correcter Resultate ist während des ganzen Versuches die genaue horizontale Lage des Waagebalkens erforderlich. Die Art, wie diese stets gewahrt und durch ein elektrisches Läutewerk controlirt wird, geht aus der weiter unten folgenden Beschreibung der Handhabung der Maschine hervor.

Behufs Erhaltung in der Belastungsebene ist der Waagebalken, analog dem Versuchsträger, gegen seitliches Ausweichen geschützt.

4. Messung der Durchbiegung.

Der Durchbiegungsmesser ist so eingerichtet, dafs er unausgesetzt richtig functionirt, weil er unabhängig ist von der Durchbiegung der Fundamentträger, der Deformation des Versuchsträgers und der Dehnung in den Zugbändern. Der ganze Mefsapparat ruht nämlich frei auf dem Versuchsträger auf und macht dessen Bewegungen mit. Er besteht aus einem Doppelbalken Fi von der Länge des Versuchsträgers, welcher an den Enden mit schneidenartig geformten Füfsen versehen ist und in der Mitte, zwischen den Balkenhälften, den eigentlichen Zeigerapparat trägt. Der letztere besteht aus einem vierkantigen, zwischen Führungen vertical beweglichen Stifte, der unten mit einer Stellschraube zum Einstellen des Nullpunktes versehen ist und durch ein am oberen Ende angebrachtes Gewicht beständig auf den Versuchsträger gedrückt wird.

Die Bewegungen dieses Stiftes werden durch zwei von diesem ausgehende und in entgegengesetzten Richtungen um ein Segment geschlungene Stahlbänder, Uhrfedern, (s. Fig. 4) auf besagtes Segment und auf den mit diesem auf gleicher Axe sitzenden Zeiger übertragen, der die Durchbiegung, in vergröfsertem Mafse auf einer Kreisscala anzeigt.

Diese Einrichtung der Bewegungsübertragung durch Stahlbänder, statt durch Zahnstange und Zahnsegment, vermeidet jedweden todten Gang.

Vor Beginn eines Versuches wird theoretisch ermittelt, welche Durchbiegung der Probeträger infolge seines Eigengewichtes und des Gewichtes des Durchbiegungsmessers erleidet. Auch ist es zweckmäfsig, für sämmtliche Inanspruchnahmen des Versuchsträgers, für welche man die Durchbiegung und das sonstige Verhalten desselben beobachten will, die entsprechenden auf die Waagschale aufzubringenden Gewichte im Voraus zu berechnen.

Das Einbauen des Versuchsträgers mufs so geschehen, dafs (nachdem die Schneiden durch leichtes Anpumpen in Eingriff gebracht sind) Versuchsträger und Waagebalken genau horizontal liegen. Bei dieser Lage mufs das zum Abfangen des Wasserkastens beim Bruch des Versuchsträgers angebrachte Klotzlager so gestellt sein, dafs der Zwischenraum zwischen ihm und dem Boden des Wasserkastens nur etwa 10 mm beträgt. Ein mit dem Wasserkasten in Verbindung stehendes elektrisches Läutewerk wird so eingestellt, dafs bei der geringsten Senkung des Waagebalkens unter die horizontale Lage die Leitung geschlossen wird und die Glocke ertönt.

Der' Zeigerapparat wird auf die berechnete theoretische Durchbiegung durch Eigengewicht u. s. w. eingestellt. Nunmehr kann die Belastung des Trägers beginnen. Es wird Wasser in den Wasserkasten eingelassen, und sobald alsdann infolge der Durchbiegung des Versuchsträgers der Waagebalken sich senkt und somit das Läutewerk in Thätigkeit tritt, wird an der Presse so lange gepumpt, bis das Läuten eben aufhört. Indem das Wasser continuirlich weiter in den Wasserkasten fliefst, beginnt alsbald neues Läuten, welches der Arbeiter an der Pumpe immer wieder durch Nachpumpen zum Schweigen zu bringen hat. Bei den einzelnen zu beobachtenden Belastungsfällen wird Halt gemacht, die Durchbiegung constatirt und sonstige Beobachtungen angestellt. In dieser Weise kann die Belastung des Trägers bis zum Bruch fortgesetzt werden.

Die Wirkungsweise der Maschine kann also in folgenden Worten zusammengefafst werden:

Durch Aufbringen von Gewichten auf die Waagschale wird an dem einen Auflagerpunkte des Versuchsträgers der einer bestimmten Inanspruchnahme desselben entsprechende Reactionsdruck hervorgebracht. Dadurch entsteht naturgemäfs an dem anderen Auflagerpunkte ein gleich grofser Reactionsdruck, während in der Mitte des Versuchsträgers dieser einen doppelt so grofsen Druck auf den Prefskolben überträgt. Die Gegenwirkung des Prefskolbens repräsentirt die beabsichtigte concentrirte Be-

lastung in der Mitte des Versuchsträgers. Aufser dieser passiven Wirkung der Presse dient dieselbe gleichzeitig noch dazu, durch Nachdrücken des Prefskolbens den vom Waagebalken niedergedrückten Auflagerpunkt des Versuchsträgers wiederum in seine ursprüngliche Höhenlage und auch den Waagebalken selbst in seine ursprüngliche horizontale Lage zurückzuführen.

Schliefslich sei erwähnt, dafs die Einrichtungen so getroffen sind, dafs Träger von den verschiedensten Stützweiten, Stärken und Höhen probirt werden können.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Die ganze Zusammenstellung der Maschine im Princip, und zwar namentlich die Art der Lagerung des Versuchsträgers durch Ankettung mittelst Zugbänder an die Hülfsträger, die Placirung einer Prefspumpe zwischen Versuchs- und Hülfsträger unter Anwendung von doppelten Pendellagern, das Princip der Messung nur eines Reactionsdruckes des Versuchsträgers vermittelst eines Waagebalkens unter Anwendung von Wasser zur Belastung der Waagschale. Alles gemäfs Zeichnung und Beschreibung.
Der Durchbiegungsmesser, besonders das Princip seiner Lagerung direct auf dem Versuchsträger und die Uebertragung der Durchbiegung auf den Zeiger mittelst Stahlbänder und Segment. Alles gemäfs Zeich-nung und Beschreibung.

Hierzu I Blatt Zeichnungen.