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Berstdruckprüfer Die Erfindung bezieht sich auf einen Berstdruckprüfer
zur Bestimmung der Berstfestigkeit und Flächendehnung von biegsamen, blattförmigen
Proben mittels Flüssigkeitsdruck und Manometer.
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Es sind bereits Berstdruckprüfer bekanntgeworden, die es gestatten,
eine kreisförmig eingespannte Probe so lange mit einem ansteigenden Druck zu belasten,
bis der Bruch der Probe eintritt. Zum Messen des Berstdruckes finden dabei Manometer
und zum Messen der Aufwölbung, die die Probe unter der Belastung erfährt, Meßuhren
Verwendung. Die Meßuhren sind derart angeordnet, daß der Taster in der Mitte der
Probe aufliegt. Diese Geräte liefern letztlich nur den Wert des Berstdruckes und
den der Aufwölbung für den Moment des Berstens der Probe; außerdem wird durch den
aufliegenden Taster der Meßuhr das Meßergebnis beeinflußt. Mit diesen bekannten
Berstdruckprüfern ist es nicht möglich, Aufschlüsse über das Verhalten der Proben
während des gesamten Belastungsvorganges zu erhalten, da die Abhängigkeit des Wertes
des Berstdruckes und der Flächendehnung nur bei dem Bruch der Probe ermittelt wird.
Für den größten Teil der Probe ist aber das Verhalten während des Verlaufes der
Prüfung unterschiedlich, obwohl sie am Ende gleiche Berstfestigkeit und gleiche
Berstdehnung beim Bruch aufweisen. Es gehen also wertvolle Rückschlüsse, die aus
dem Verhalten der Proben bei geringerer Belastung gezogen werden können, für die
Verwendbarkeit der Stoffe verloren.
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Es sind Werkstoffprüfmaschinen, z. B. Festigkeitsprüfmaschinen bekannt,
die den gesamten Prüfvorgang in einem Belastungs-Dehnungs-Diagramm registrieren.
Es werden also bei diesem Diagramm als Komponenten die Kraft und der durch die Dehnung
der Probe verursachte Weg verwendet. Es ist jedoch nicht möglich, den Verlauf des
Berstdruckversuches wie bei den bekannten Prüfmaschinen analog als Weg-Druck-Diagramm
z. B. über die Wölbhöhe aufzunehmen, also von einer Wegmessung auf die mächendehnung
zu schließen, da bei dieser Anordnung die Wölbhöhenanzeige durch die unvermeidlichen
Reibungseinflüsse stark verfälscht würde. Außerdem ist die Wölbhöhe nur ein sehr
grobes Maß für die Flächendehnung, denn es muß von einer Größe der ersten Potenz
auf eine Größe der zweiten Potenz geschlossen werden, so daß alle auftretenden Meßfehler
quadratisch eingehen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Berstdruckprüfer
mit einer Einrichtung zum selbsttätigen Aufzeichnen des Prüfvorganges zu versehen,
ohne daß dabei die Wölbhöhe bzw. die Flächendehnung durch die Elemente der Schreibeinrichtung
in irgendeiner Form beeinträchtigt wird und alle angeführten Nachteile vermieden
werden.
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Das wird erfindungsgemäß durch eine Schreibeinrichtung erreicht,
die als eine Diagrammordinate das durch einen Druck verdrängte Flüssigkeitsvolumen
als Maß für die Flächendehnung und als andere Ordinate den Druck als Maß für die
Berstfestigkeit registriert, indem der den Berstdruck erzeugende Kolben mit dem
Schreibstreifenantrieb eines Schreibmanometers gekoppelt ist und dieses über eine
Rohrleitung mit einer Druckkammer in Verbindung steht.
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Durch die Ausnutzung des Wölbvolumens als Komponente für das Druckverformungsdiagramm
wird ein sehr genaues Maß für die Flächendehnung erzielt, da dabei aus einer Größe
der dritten Potenz auf eine Größe der zweiten Potenz geschlossen wird. Da sich die
Berstarbeit aus dem Integral von Berstdruck und Wölbvolumen ergibt, liegt ein weiterer
Vorteil darin, daß durch das Berstdiagramm unmittelbar die Möglichkeit gegeben ist,
die Berstarbeit zu bestimmen, was zu einer sehr einfachen Auswertung des Diagramms
führt.
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Von Wichtigkeit für die Beurteilung des Gebrauchswertes von Stoffen
ist auch ihr elastisches Verhalten. Mit dem erfindungsgemäßen Gerät kann durch stufenweise
Be- und Entlastung der Proben und automatische Aufzeichnung der Beziehung von Berstbeanspruchung
und Flächendehnung Aufschluß darüber erhalten werden. Aus der dabei entstehenden
Kurve ist ersichtlich, in welchem Maße die Formänderung elastisch und in welchem
Maße bleibende Dehnung aufgetreten ist.
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An Hand der Zeichnung wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
erläutert.
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In einer an Berstdruckprüfern üblichen Einspannvorrichtung wird zwischen
einen Spannkolben 1 und einer Spaunglocke 2, die an einem Hebel3 um ein Gelenk 4
schwenkbar gelagert ist, eine Membran 5 und eine blattförmige, biegsame Probe 6
eingelegt.
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Zum Feststellen der Spannglocke 2 ist ein Sperrhebel 27 vorgesehen.
Der Zylinder 7 des Spannkolbens 1 ist über eine Rohrleitung 8, einen Dreiwegehahn
9 und eine Rohrleitung 10 mit einer Flüssigkeitspumpe 11 verbunden, die aus einem
Behälterl2 Druckflüssigkeit in den Zylinder 7 des Spannkolbens 1 preßt. In der Mitte
des Spannkolbens 1 mündet eine Rohrleitung 13 in die durch die Spaunglocke 2 und
den Spannkolben 1 gebildete Druckkammer 14, die andererseits mit dem Prüfraum 15
a eines Prüfzylinders 15, einem Kontaktmanometer 16 und einem Schreibmanometer 17
verbunden ist. Der Arbeitsraum 15 b des Zylinders 15 steht über eine Rohrleitungl8,
ein Magnetventil 19, eine Rohrleitung 20, ein Feinsteilventil 21, eine Rohrleitung22,
den Dreiwegehahn 9 und die Flüssigkeitspumpe 11 mit dem Flüssigkeitsbehälterl2 in
Verbindung. Das Magnetventil 19 ist durch eine elektrische Leitung 23 an das Kontaktmanometer
16 angeschlossen. Der im Prüfzylinder 15 befindliche Prüfkolben 24 treibt mit seiner
Kolbenstange 25 eine Meßuhr26, die die Flächendehnung anzeigt, und den Schreibstreifen
des Schreibmanometers 17.
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Durch Einschalten der Flüssigkeitspumpe 11 fördert diese Druckflüssigkeit
aus dem Behälter 12 über die Rohrleitungen 10 und 8 und den Dreiwegehahn 9 in den
Zylinder 7 des Spannkolbens 1 und drückt diesen und damit die Membran 5 und die
Probe 6 gegen die Spannglocke 2, so daß diese fest eingespannt sind.
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Gleichzeitig pumpt die Flüssigkeitspumpe 11 über die Rohrleitung 10,
den Dreiwegehahn 9, die Rohrleitung 22, das Feinstellventil 21, die Rohrleitung
20, das Magnetventil 19 und die Rohrleitung 18 Flüssigkeit in den Arbeitsraum 15
b des Prüfzylinders 15 und drückt dadurch den Prüfkolben 24 in den Prüfraum 15 a.
Bei der Bewegung des Prüfkolbens 24 wird über die Kolbenstange 25 die Meßuhr 26
beeinflußt und der Schreibstreifen des Schreibmanometers 17 bewegt. Durch den Druck
der aus dem Prüfraum 15 a des Prüfzylinders 15 verdrängten und über die Rohrleitung
13 auf die Membran 5 und die Probe 6 gelei-
teten Flüssigkeit werden diese aufgewölbt
und rufen eine Flächendehnung der Membran 5 und der Probe 6 hervor, die von der
Meßuhr 26 angezeigt und durch die Bewegung des Schreib streifens des Schreibmanometers
17 graphisch aufgezeichnet wird. Das Schreibmanometerl7 ist durch die Verbindung
mit der Druckkammer 14 über die Rohrleitung 13 dem für die jeweilige Aufwölbung
der Membran 5 und der Probe 6 aufgewendeten Druck ausgesetzt und zeichnet diesen
über der Flächendehnung auf. Beim Bersten der Probe 6 fällt der Druck am Kontaktmanometer
16 und am Schreibmanometerl7 ab, so daß vom ersteren Kontakt gegeben wird und über
die Leitung 23 das Magnetventil 19 geschaltet wird und vom Schreibmanometer 17 der
Wert der Berstbelastung deutlich aufgezeichnet wird. Das Magnetventil 19 schließt
die Rohrleitung 20, und dem Prüfzylinder 15 wird keine Druckflüssigkeit mehr zugeführt,
so daß der Prüfkolben 24 stehenbleibt und auch die Meßuhr 26 und der Schreibstreifen
des Schreibmanometers 17 und die Meßuhr 26 die Berstflächendehnung festhält.