DE1131035B

DE1131035B - Device for testing paper and similar materials

Info

Publication number: DE1131035B
Application number: DEB34701A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Phys Klaus-Ju Muehlenbein
Original assignee: Erwin Behn Verpackungsbedarf GmbH
Current assignee: Erwin Behn Verpackungsbedarf GmbH
Priority date: 1955-03-01
Filing date: 1955-03-01
Publication date: 1962-06-07

Description

Vorrichtung für die Schlagreißprüfung von Papier und ähnlichen Werkstoffen Zur Durchführung der Schlagreißprüfung von Papier und ähnlichen Werkstoffen werden Vorrichtungen benutzt, bei denen ein streifenförmig ausgebildeter Prüfling durch ein Fallgewicht schlagartig beansprucht und aus der gegen die Schwerkraft geleisteten Hub arbeit eines Gewichtes auf den Zerreißwiderstand geschlossen wird. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird der Prüfkörper zwischen einer ortsfesten Einspannstelle und einer mit einem Gewichtspendel in der Nähe des Drehpunktes verbundenen rollenförmigen Einspannstelle angeordnet.Device for the impact crack test of paper and similar materials To carry out the impact crack test of paper and similar materials Devices used in which a strip-shaped test specimen through a drop weight is suddenly claimed and the one made against gravity Stroke work of a weight is inferred from the tensile strength. At this known device, the test body is between a fixed clamping point and a roller-shaped one connected to a weight pendulum near the pivot point Clamping point arranged.

Die Prüfung wird so durchgeführt, daß das Gewichtspendel auf eine vorgegebene Höhe angehoben und dann fallengelassen wird. Aus der gegen die Schwerkraft aufgebrachten Hubarbeit des Pendelgewichtes nach dem Zerreißen des Prüfkörpers, das etwa beim Nulldurchgang des Pendels eintritt, wird auf die Zerreißarbeit geschlossen. Hierbei erfolgt die Beanspruchung des Prüfkörpers in seiner Längsrichtung.The test is carried out so that the weight pendulum on a is raised at a given height and then dropped. Off against gravity applied lifting work of the pendulum weight after tearing the test body, which occurs approximately at the zero crossing of the pendulum is deduced from the breaking work. The test specimen is stressed in its longitudinal direction.

In der Praxis tritt aber sehr häufig der Fall auf, daß Papier beispielsweise für Verpackungszwecke oder ähnliche Werkstoffe einer schlagartigen Belastung ausgesetzt sind, welche etwa senkrecht zur Oberfläche angreift. Diese Beanspruchungsart des Prüfkörpers läßt sich mit der bekannten Vorrichtung nicht realisieren. In practice, however, the case very often occurs that paper, for example exposed to sudden loads for packaging purposes or similar materials are, which acts approximately perpendicular to the surface. This type of stress of the Test body cannot be realized with the known device.

Weiterhin sind Vorrichtungen zur Schlagreißprüfung bekannt, bei denen ein frei fallendes, an der Berührungsfläche mit dem Prüfkörper abgerundetes Gewicht senkrecht auf den horizontal angeordneten Prüfkörper aufschlägt. Hierbei wird aus der Anzahl der Schläge, welche zum Durchreißen des Prüfkörpers führen, auf die Festigkeit geschlossen. Eine unmittelbare Bestimmung der Zerreißarbeit ist nicht möglich. Furthermore, devices for impact crack testing are known in which a freely falling weight rounded at the contact surface with the test body hits vertically on the horizontally arranged test specimen. Here is from the number of blows which lead to the test specimen tearing through on the strength closed. A direct determination of the breaking energy is not possible.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung für die Schlagreißprüfung von Papier oder ähnlichen Werkstoffen, bei der ein streifenförmig ausgebildeter Prüfling durch ein Fallgewicht schlagartig beansprucht und aus der gegen die Schwerkraft geleisteten Hub arbeit eines Gewichtes auf den Zerreißwiderstand geschlossen wird, mit einfachen Mitteln so auszubilden, daß auch bei senkrechter Einwirkung der Belastung eine exakte Ermittelung des Zerreißwiderstandes bei einmaliger Schlagbeanspruchung ermöglicht wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung ein Hebel angeordnet, dessen einer Hebelarm eine an sich bekannte Rolle bzw. ein Rollenpaar für die Aufnahme des in an sich bekannter Weise schlaufenförmig ausgebildeten Prüflinks trägt und dessen anderer Hebelarm sich gegen das Hubgewicht abstützt. Der Prüfschlag wird bei der Vorrichtung nach der Erfindung ebenfalls durch ein unten abgerundetes, frei fallendes Fallgewicht ausgeführt, während zum Halten des Prüfkörpers wie bei der bekannten Vorrichtung rollenförmige Halteglieder benutzt werden. The object of the invention is to provide a device for the impact tear test of paper or similar materials, in which a strip-shaped Test specimen suddenly stressed by a falling weight and against gravity performed stroke work of a weight is deduced from the tear resistance, to be designed with simple means in such a way that even with vertical action of the load an exact determination of the tear resistance in the event of a single impact load is made possible. To solve this problem, a lever is arranged according to the invention, one of which has a lever arm known per se or a pair of rollers for the recording of the test link, which is loop-shaped in a manner known per se, carries and whose other lever arm is supported against the lifting weight. The test blow will in the device according to the invention also by a rounded bottom, free falling weight carried out while holding the test body as in the known device roller-shaped retaining members are used.

Durch diese Ausbildung unter Zusammenfassung teilweise an sich bekannter Mittel wird eine große Meßgenauigkeit erreicht, die es insbesondere auch erlaubt, nicht nur einzelne Schlagreißprüfungen durchzuführen, sondern auch eine Reihe solcher aufeinanderfolgend am selben Prüfling, um dadurch desen Ermüdungsfestigkeit festzustellen. Die Halterung des Prüflings mittels Rollen ermöglicht es, geringen, in ihm auftretenden Spannungs- und Dehnungsänderungen zunächst nachzugeben, so daß die Zerreißbeanspruchung bis zuletzt gleichmäßig über die ganze Breite des Prüflings ausgeübt wird und das falsche Ergebnisse liefernde Einreißen von einer Seite des Prüflings her verhindert ist. Due to this training under summary in part better known per se Medium a high measurement accuracy is achieved, which in particular also allows not only to carry out individual impact crack tests, but also a number of such tests consecutively on the same test specimen in order to determine its fatigue strength. The holding of the test object by means of rollers makes it possible to minimize the occurrence in it To give in to tension and strain changes first, so that the tensile stress is exercised evenly over the entire width of the test object until the end and that Prevents tearing from one side of the test specimen, giving false results is.

Es ist zweckmäßig, in an sich bekannter Weise die Vorrichtung mit einer Skala zum Ablesen der Steighöhe des Hubgewichtes zu versehen oder mit photoelektrischen Mitteln zum Betätigen einer Anzeige-oder Druckeinrichtung auszugestalten. Die Führung des Fallgewichtes kann pendelnd ausgebildet werden, um es stets in gleicher Weise und unbeeinflußt von Reibungen oder Klemmungen niederfallen zu lassen. It is expedient to use the device in a manner known per se to be provided with a scale for reading the height of the lifting weight or with photoelectric To design means for actuating a display or printing device. The leadership the falling weight can be designed to oscillate in order to always keep it in the same way and let it fall down unaffected by friction or jamming.

Die Vorrichtung nach der Erfindung erlaubt nicht nur sehr genaue und von Fehlerquellen weitgehendst unbeeinflußte Prüfungen durchzuführen, sondern sie benutzt auch einfache Mittel, so daß ihre Anfertigung und ihr Betrieb geringe Kosten verursachen. The device according to the invention not only allows very precise and to carry out tests that are largely unaffected by sources of error, but it also uses simple means so that its manufacture and operation are small Cause costs.

Wesentlich ist bei ihr, daß jeder Schlag von Metall auf Metall vermieden ist und die ausgeübte Schlagwirkung ausschließlich unmittelbar auf das Prüfstück wirksam wird.It is essential with her that any impact from metal to metal is avoided and the impact effect exerted only directly on the test piece takes effect.

DieAbbildungen stellen schematisch Ausführungsbeispiele der Erfindung dar, und zwar zeigen Abb. 1 eine solche dynamische Meßvornchtung, Abb. 2 eine andere Ausführungsform der Prüflingshalterung und Abb. 3 ein abgewandeltes Ausführungsbeispiel des Hubgewichtes und dessen Lagerung. The figures schematically represent embodiments of the invention Fig. 1 shows such a dynamic measuring device, Fig. 2 another Embodiment of the test specimen holder and Fig. 3 a modified embodiment the lifting weight and its storage.

Ein zu prüfender Papierstreifen 10 ist zu einem Ring zusammengeklebt, der an eine Rolle 11 gehängt ist, welche an einem Arm eines in einem Lager 12 drehbaren Hebels 13 drehbar gelagert ist. A paper strip 10 to be tested is glued together to form a ring, which is hung on a roller 11 which is rotatable in a bearing 12 on an arm Lever 13 is rotatably mounted.

Der andere Arm dieses Hebels legt sich ohne merklichen Druck gegen ein Hubgewicht 14, das an einem in einem Lager 15 drehbaren Pendel befestigt ist und mit einem Zeiger 16 vor der ortsfesten Skala 17 spielt. The other arm of this lever rests against it without noticeable pressure a lifting weight 14 which is attached to a pendulum rotatable in a bearing 15 and plays with a pointer 16 in front of the stationary scale 17.

Längs einer ortsfesten Führung 23 ist ein durch eine Halteeinrichtung 24 arretierbares Fallgewicht 25 senkrecht ohne merkbaren Widerstand gleitbar. Es ist unten zylindrisch abgerundet. Wird die Halteeinrichtung 24 gelöst, so fällt es frei hinab und schlägt mit seiner unteren Rundung in die Biegung des Papierstreifenringes 10. An einer Skala 26 kann die Fallhöhe abgelesen werden. Along a stationary guide 23 is a holding device 24 lockable drop weight 25 can be slid vertically without noticeable resistance. It is cylindrically rounded at the bottom. If the holding device 24 is released, it falls it freely descends and hits with its lower curve in the bend of the paper strip ring 10. The height of fall can be read on a scale 26.

Diese Fallhöhe, das Fallgewicht oder beide Größen werden so lange vergrößert, bis der Papierstreifen durchgerissen ist. Beim Aufschlag des Fallgewichtes wird nun der Hebel 13 plötzlich gedreht, wobei er das Hubgewicht 14 um das Lager 15 gegen die Schwerkraft anhebt. Dieser Hubweg wird an der Skala 17 abgelesen. Hieraus bzw. aus der Hubhöhe proportionalen Hub energie wird die dynamische oder Schlagreißfestigkeit des Papiers ermittelt. This drop height, drop weight, or both sizes become so long enlarged until the strip of paper is torn. At the impact of the falling weight the lever 13 is now suddenly rotated, causing the lifting weight 14 to move around the bearing 15 lifts against gravity. This stroke is read on the scale 17. From this or the stroke energy proportional to the stroke height becomes the dynamic or impact tear strength of the paper.

Soll festgestellt werden, ob ein Papier eine bestimmte Schlagreißfestigkeit besitzt, so kann dies dadurch geschehen, daß ermittelt wird, ob der Zeiger 16 bis zu einem bestimmten Skalenteil ausschlägt. Zu diesem Zweck ist an ihm eine Platte 18 vorgesehen, und auf einer mit der Skala 17 gleichachsigen Bogenschiene 19 sind Fotozellen 20 verstellbar angeordnet, von denen Leitungen 21 zu einer Anzeige- oder Registriereinrichtung 22 führen. Das Überdecken der unteren Fotozelle durch die Platte 18 gibt an, daß das Papier mindestens die Schlagreißfestigkeit hat, die der Einstellung der unteren Zelle entspricht. Wird auch die zweite Fotozelle überdeckt, so zeigt dies an, daß die dynamische Festigkeit des Papiers größer ist als sie durch die Einstellung der oberen Zelle festgelegt ist. Je nach Einstellung der beiden Fotozellen kann mit großer Genauigkeit ermittelt werden, innerhalb welchen Meßintervalles die dynamische Festigkeit der Werkstoffprobe liegt. Das beim Durchreißen des Papierstreifens 10 niederfallende Gewicht 25 wird in dem Kasten 27 aufgefangen. It should be determined whether a paper has a certain impact strength possesses, this can be done by determining whether the pointer 16 to deflects to a certain scale division. For this purpose there is a plate on it 18 are provided, and on a coaxial with the scale 17 arched rail 19 are Photocells 20 arranged adjustable, of which lines 21 to a display or Registration device 22 lead. The covering of the lower photocell by the Plate 18 indicates that the paper has at least the impact strength that the Setting corresponds to the lower cell. If the second photocell is also covered, so this indicates that the dynamic strength of the paper is greater than it is through the setting of the top cell is set. Depending on the attitude of the two Photocells can be determined with great accuracy within which measuring interval the dynamic strength of the material sample is. That when tearing through the paper strip 10 falling weight 25 is caught in the box 27.

Die Vorrichtung gemäß der Erfindung weist den Vorteil auf, daß bei dem Schlagreißen an keiner Stelle Metall auf Metall schlägt oder stößt, so daß eine lange Lebensdauer ohne Nachlassen der Meßfeinheit gewährleistet ist. Dies wird, wie oben beschrieben, dadurch erreicht, daß der Hebell3, der das Hubgewicht 14 bewegt, dieses schon vor der Messung leicht berührt, wodurch ein harter Schlag vermieden wird, da nur ein plötzliches Anschieben stattfindet. The device according to the invention has the advantage that at the impact cracking does not strike metal at any point on metal, so that a long service life is guaranteed without decreasing the measuring fineness. This will, as described above, achieved in that the lever 3, which moves the lifting weight 14, touched it lightly before the measurement, thus avoiding a hard blow because there is only a sudden push.

Führt das Zusammenfügen (z. B. Kleben oder Klammern) des Prüfstreifens zu einem Ringe zu Schwierigkeiten, so wird die bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 veranschaulichte Halterungsweise gewählt. Hier sind beide Enden des Prüfstreifens 30 um Rollen 31 gelegt, die am Hebel 33 drehbar gelagert sind, welcher in einem Lager 32 ruht. Performs the joining (e.g. gluing or stapling) the test strip to a rings too Difficulties, so the in the embodiment according to Fig. 2 illustrated holder manner selected. Here are both ends of the test strip 30 placed around rollers 31 which are rotatably mounted on the lever 33, which in a Bearing 32 is at rest.

Die beiden Enden des Streifens 30 sind sodann in Klemmen 34 festgeklemmt, die gleichfalls am Hebel 33 sitzen. Diese Klemmstellen sind durch die Rollen 31 teilweise entlastet; die Schlagreißspannung kann sich daher nur im abgeschwächten Maße auf sie auswirken.The two ends of the strip 30 are then clamped in clamps 34, which also sit on the lever 33. These clamping points are provided by the rollers 31 partially relieved; the impact tear stress can therefore only be weakened Dimensions affect them.

Bei dem in Abb. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel schiebt der Hebelarm 41 mit seiner Spitze 42, die auch durch eine vertikale oder horizontale Schneide ersetzt werden kann, eine Hubrolle 43 auf den eine schiefe Ebene bildenden, beispielsweise dreikantig prismatischen, Laufschienen 44 aufwärts. In the embodiment shown in Fig. 3, the lever arm pushes 41 with its tip 42, which is also through a vertical or horizontal cutting edge can be replaced, a lifting roller 43 on the inclined plane forming, for example triangular prismatic, running rails 44 upwards.

Die Steighöhe der Rolle 43 kann an einer Skala 45 abgelesen werden. Die hierbei auftretende rollende Reibung wird durch die Eichung des Gerätes berücksichtigt, die z.B. mit einem Dynamometer erfolgen kann. Die Skala 45 ist geradlinig. Die Rolle 43 kann auch Kugelform haben.The height of rise of the roller 43 can be read on a scale 45. The rolling friction that occurs here is taken into account by the calibration of the device, which can be done e.g. with a dynamometer. The scale 45 is straight. The role 43 can also have a spherical shape.

Die Führungsstange 23 ist vorzugsweise pendelnd aufgehängt, um insbesondere während des Fallens des Gewichtes 25 eine stets vertikale Lage zu gewährleisten, wodurch ein Verklemmen des Gewichtes vermieden wird. The guide rod 23 is preferably suspended in a pendulous manner, in particular to to ensure a vertical position at all times while the weight 25 is falling, whereby jamming of the weight is avoided.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Device for testing paper for impact cracking and similar materials in which a strip-shaped test specimen passes through a drop weight is suddenly claimed and the one made against gravity Stroke work of a weight on the tensile strength is inferred by means of a lever (13.

33, 41), one lever arm of which has a known roller (11) or a pair of rollers (31) for receiving the loop-shaped in a manner known per se trained test specimen carries and its other lever arm against the lifting weight (14, 43) is supported.

2. Apparatus according to claim 1, characterized by a per se known scale (17, 45) for reading the height of the lifting weight (14, 43).

3. Apparatus according to claim 1, characterized by a photoelectric Device (20) which has a display or printing device (22) for determining the height of the lifting weight is actuated.

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that the falling weight (25) is rounded in a known manner on the side acting on the test object.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that a Guide (23) for the falling weight (25) is suspended in a pendulous manner.

Considered publications: German Patent Specifications No. 200 853, 839 875; French Patent Nos. 763 208, 871 974; British patent specification No. 637306.