DE1264817B - Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Waermeausdehnung von Werkstoffen, insbesondere verdichteter Formstoffe und Kerne sowie anderer feuerfester Baustoffe - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

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Auslegetag:

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Deutsche Kl.: 42 i -12/03

1264 817
B72363IXb/42i
21.Juni 1963
28. März 1968

Die Ausdehnung eines Formstoffes zum Herstellen von Formen und Kernen in Gießereien und auch anderer feuerfester Baustoffe, beispielsweise zum Auskleiden von Schmelzöfen und Gießpfannen od. dgl, ist in erster Linie von den verwendeten Mineralien abhängig und wird auch bestimmt durch die weiteren, vielfach als notwendig angesehenen Zusätze. So üben . die Korngröße des Sandes, die Bindeart und die Bindermengen, die Festigkeit des Binders in der Gießhitze, der Aufbereitungszustand und der Verdichtungsgrad des Formgemisches, die verschiedenen Formsandzusätze, der Feuchtigkeitsgehalt und andere Faktoren unterschiedliche Einflüsse aus. Da zum Herstellen von Formen und Kernen überwiegend Quarzsande bestimmter Körnung verwendet werden, wird seit vielen Jahren der Ausdehnung des Sandes besonders Beachtung gewidmet. Mit verschiedenartigen Prüfvorrichtungen werden lineare und kubische Ausdehnung von ungebundenen und gebundenen Formsanden gemessen in dem Bemühen, das Ausdehnungsverhalten von Formen und Kernen bereits vor dem Abguß angeben zu können. Bisherige Meßverfahren und Vorrichtungen arbeiten zumeist mit zylindrischen Probekörpern, die in der Regel massiv ausgebildet sind oder eine axial verlaufende Bohrung aufweisen. Diese Probekörper werden an ihren Stirnseiten in eine Meßeinrichtung eingespannt, und bei allseitiger und angestrebter homogener Erhitzung wird der Betrag der Längenändemng mit oder ohne Vorlast gemessen. Auch gibt es Meßverfahren der beschriebenen Art, bei denen die Ausdehnung unterdrückt und die dazu erforderliche Kraft gemessen wird. Für derartige Messungen wird in manchen Fällen der Probekörper von einem Rohr umgeben, wodurch die radiale Ausdehnung zum größten Teil unterdrückt wird. Eine Umschließung des Probekörpers durch ein Rohr soll dabei auch bezwecken, ein Entweichen flüchtiger Formsandteile während der Messung zu verhindern. Dieses Umfassen des Probekörpers durch ein Rohr ist für die Messung der Ausdehnung nachteilig, weil dadurch natürliche Ausdehnungen, die auf den Meßwert ebenfalls von Einfluß sind, unterdrückt werden.

Die bisher angewandte elektrische allseitige Erhitzung von Probekörpern gebräuchlicher Abmessungen durchgehend bis zum Kern benötigt eine relativ lange Zeit, die durchschnittlich 5 bis 10 Minuten beträgt. Bei der durchgehenden Erhitzung ist der Temperaturgradient gering, und während der langen Aufheizzeit werden viele Formsandzusätze vorzeitig zerstört, so daß deren wirklicher Einfluß in der Form nicht erfaßt werden kann. Darunter fallen beispiels-Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung
der Wärmeausdehnung von Werkstoffen,
insbesondere verdichteter Formstoffe und Kerne sowie anderer feuerfester Baustoffe

Anmelder:

Dr.-Ing. Dietmar Boenisch,

5100 Aachen, Haselsteig 11

t:

Dr.-Ing. Dietmar Boenisch, 5100 Aachen

weise Kohlenstaub, Teerpech, Dextrin, Quellbinder, Kunstharze und Torfmehl.
Um diese Nachteile zu beseitigen, wurde auch schon vorgeschlagen, einen Probekörper in einem elektrischen Feld innerhalb kurzer Zeit von etwa 1 bis 2 Minuten auf Temperaturen bis 1000⁰C und höher zu erhitzen, wobei als Wärmequelle ein hochfrequentes elektrisches Wechselfeld Anwendung findet, das jedes Sandkorn einzeln aufheizt, so daß die Erhitzung relativ schnell und ohne nennenswertes Wärmegefälle und somit annähernd homogen erfolgt. Diese Prüfvorrichtung ist sehr kompliziert und teuer und daher für die Serienfertigung und auch für den vielfach rauhen Gießereibetrieb in der Praxis nicht geeignet. Bisherige Prüfverfahren haben alle den Nachteil, daß sie mit keinem oder einem nur verhältnismäßig geringen Wärmegefälle arbeiten, was jedoch den Bedingungen bei der praktischen Anwendung der untersuchten Stoffe nicht entspricht. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß zur Messung der Ausdehnung die Prüfeinrichtung an der gesamten verhältnismäßig großen Stirnfläche der Prüflinge angelegt wird, wobei ein gegebenenfalls unterschiedliches Wachsen einzelner Sandlagen als Folge eines gegebenenfalls vorhandenen geringen Temperaturgefälles nicht einzeln erfaßt werden kann.

Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, die Nachteile bisheriger Prüfverfahren und Vorrichtungen zu beseitigen und ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zu schaffen, die im Labor eine Prüfung gestattet, die den Bedingungen bei der praktischen Anwendung der Stoffe, wie z. B. des Formstoffes in der Gießhitze, entspricht bzw. weitgehend angenähert ist. Dazu wird zur Bestimmung der Wärmeausdehnung von Werkstoffen, insbesondere von verfestigten hocherhitzten Formsanden und Kernen sowie anderen

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feuerfesten Baustoffen, bei welchen der Probekörper erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der Betrag der in einer dessen ungehinderte Dehnung zulassenden Dehnung in verschieden großen Abständen von der

Weise gehalten wird, erfindungsgemäß vorgeschlagen, erhitzten Oberfläche des Probekörpers gemessen

daß der Probekörper einseitig erhitzt und der Betrag wird.

der Dehnung der erhitzten Zonen im Vergleich zu den 5 Zur Bestimmung der Wärmeausdehnung an einem

weniger erhitzten oder nicht erhitzten Zonen gemessen zylindrischen Probekörper wird zweckmäßig eine

wird. Stirnseite des Probekörpers erhitzt und die radial

Nach der vorliegenden Erfindung wird somit bewußt gerichtete Dehnung zwischen zwei einander gegenein sehr steiler Temperaturgradient angestrebt und überliegenden Punkten an der Zylinderfläche im erreicht. Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, io gleichen Abstand von der erhitzten Stirnfläche in an daß die Ausdehnung eines Formstoffes, in dem kein sich bekannter Weise mit Hilfe zweier Quarzstäbe als oder nur ein geringes Wärmegefälle vorhanden ist, Taster und ortsfester Anschlag gemessen. Bei Verwesentlich anders ist als in einem Formstoff mit einem Wendung eines Meßwertschreibers erfolgen zwecksteilen Temperaturgefälle und demzufolge auch Span- mäßigerweise der Beginn der einseitigen Erhitzung nungsgefälle. Nach dem erfindungsgemäßen Vorschlag 15 des Probekörpers und der Anlauf des Meßwertwird nicht die Ausdehnung in einem gleichmäßig Schreibers gleichzeitig.

durchheizten Probekörper gemessen, sondern die Aus- Eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens dehnung einer aufgeheizten Oberflächenschicht, die nach der Erfindung mit einem Anschlag und einem auf einem verhältnismäßig kühlen Untergrund ge- Taststab, der mit einem Meßbalken verbunden ist, bunden ist und durch diese an der Ausdehnung 20 dessen Anschlag der Anzeige dient, ist erfindungsbehindert wird. Die Ausdehnung beispielsweise eines gemäß dadurch gekennzeichnet, daß der ortsfeste Formstoffes wird bei der Erhitzung der Oberfläche Anschlag für den von oben zu erhitzenden Probemit einem steilen Temperaturgradienten im Formstoff körper an einer Deckelspalte des Gehäuses fest vernicht allein als Folge der Ausdehnungen der einzelnen schraubt und vertikal gerichtet angeordnet und an Sandkörner aufzufassen sein, weil die hocherhitzte 25 seinem oberen Ende zu seiner Anlage am Probekörper Oberflächenschicht sich zwar ausdehnt, aber normaler- rechtwinklig abgebogen ist, daß der Taststab durch weise um einen viel geringeren Betrag als bei gleich- eine seine Beweglichkeit in Meßrichtung gewährmäßiger Durchheizung des ganzen Körpers. Die Aus- leistende Öffnung in der Deckelplatte hindurchgeführt dehnung im interessierenden Bereich der Oberfläche, und an seinem unteren Ende und dem Meßbalken die mit dem Gießmetall durch Wärmestrahlung oder 30 starr verbunden ist und daß eine Auflage für den Wärmeleitung in Verbindung steht, wird nämlich durch Probekörper relativ zu dem ortsfesten Anschlag sowie die Festigkeit im Untergrund behindert. Nach der Er- dem Taststab höhenverstellbar angeordnet ist.
findung werden somit Wechselwirkungen zwischen der Zur weiteren zweckmäßigen Ausgestaltung dieser Ausdehnung einer hocherhitzten Oberflächenschicht Vorrichtung wird auf die darauf gerichteten Unter- und der Festigkeit der darunterliegenden weniger 35 ansprüche verwiesen.

erhitzten oder nicht erhitzten Schichten gemessen. Bei Die nach der erfindungsgemäßen Arbeitsweise starker Ausdehnung der Oberflächenschicht und erhaltenen Kurven zur Beurteilung verschiedener geringer Festigkeit der darunterliegenden Schichten Formsande oder feuerfester Stoffe sowie eine Vorwird die Oberfläche im Grenzfall abspringen und ent- richtung zum Durchführen des Verfahrens sind in den sprechend als Folge des Sandfehlers ein Fehler im 40 Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend an Gußstück entstehen. Bei geringeren Ausdehnungen Hand dieser Zeichnungen im einzelnen beschrieben, der Oberflächenschicht im Verhältnis zu den weniger Die Zeichnungen stellen lediglich Ausführungsbeispiele erhitzten tiefer liegenden Schichten bleibt der Zusam- dar und sollen in Verbindung mit der nachfolgenden menhalt der verschiedenen erhitzten Schichten be- Beschreibung die Erfindung nicht einschränken. Ein stehen. Nach den der Erfindung zugrunde liegenden 45 pneumatischer Meßumformer mit Meßwertschreiber Erkenntnissen entsteht auch dann kein Sandausdeh- ist nachstehend lediglich zur Erläuterung des Meßnungsfehler, wenn trotz starker Ausdehnung der hoch- Vorganges beschrieben und ist ausdrücklich vom erhitzten Oberflächenschicht die Festigkeit des Unter- Patentschutz ausgeschlossen. Es zeigt
grundes ausreichend hoch ist. F i g. 1 einen zylindrischen massiven Probekörper

Der erfindungsgemäße Vorschlag läßt auch die 50 mit der Erhitzung der Oberfläche in angegebener

Wirkungen verschiedener Formsandzusätze auf die Pfeilrichtung und der radialen Ausdehnung in zum

Ausdehnung, Festigkeit und Verformbarkeit bzw. Zwecke der Veranschaulichung übertriebenen Dar-

Nachgiebigkeit erkennen, die in einer Wechselwirkung stellung,

zueinander stehen. Daher ergibt die erfindungsgemäße F i g. 2 die Ausdehnung eines durch Kunstharz

Lösung die Möglichkeit, die Fehlerneigung in einer 55 gebundenen Sandes verschiedener Dicke in einer Tiefe

Gießform durch einen einfachen Laborversuch ohne von 3 mm unterhalb der erhitzten Oberfläche,

die Anwendung eines Gießmetalls zu erkennen. F i g. 3 die Ausdehnung eines feuchten, durch

Es wurde erkannt, daß neben einer ausreichend Bentonit abgebundenen Sandes in verschiedenen Tiefen

hohen Festigkeit auch eine größere Nachgiebigkeit unterhalb der erhitzten Oberfläche,

des Sandes im Untergrund von großer Bedeutung ist. 60 F i g. 4 die Ausdehnung eines feuchten, durch

Durch die sich ausdehnende Oberflächenschicht wird Bentonit abgebundenen Sandes, jedoch mit ver-

der Untergrund auf Zug und Scherung beansprucht. schiedenen Zusatzstoffen versehen, in einer stets

Trotz geringerer Festigkeit können Sandfehler daher gleichen Tiefe von 5 mm unterhalb der erhitzten Ober-

auch durch eine größere Nachgiebigkeit im Unter- fläche,

grund vermieden werden. 65 F i g. 5 ein Prüfgerät in der Ansicht von vorn,

Um die Relativverschiebung der einzelnen Schichten F i g. 6 das Prüfgerät nach F i g. 5 in der Seitenbzw. Sandkornlagen relativ zueinander zur Ermittlung ansicht,
der Nachgiebigkeit messen zu können, wird weiterhin F i g. 7 das Prüfgerät nach F i g. 5 in Oberansicht,

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F i g. 8 eine Meßuhr zum Einjustieren der Meßstelle Quarzmehl erhöht somit die Ausdehnung. Die Kurve

in einer vorgesehenen Tiefe unterhalb der Oberfläche, Nr. 3 zeigt die Ausdehnung eines Probekörpers mit

F i g. 9 die Gesamtansicht eines Prüfgerätes mit einem günstigen, die Ausdehnung vermindernden Luftdruckschreiber und Manometer sowie elektrischer Zusatz von 5% Kohlenstaub mit 10% flüchtigen Pumpe und Gasbrenner in überwiegend schemati scher 5 Anteilen. Die Kurve Nr. 4 wurde an einem Probe-Darstellung und in Seitenansicht. körper mit einem Zusatz von 1 % Holzmehl auf-

Die F i g. 1 zeigt einen vertikalen Schnitt durch genommen. Die Kurve Nr. 5 zeigt die Ausdehnung einen aufrecht stehenden zylindrischen Probekörper eines Probekörpers mit einem Zusatz von 5 % Kohlenmit erhitzter Stirnfläche, der z.B. aus einem ver- staub, jedoch mit 35% flüchtigen Anteilen. Der Verdichteten Formstoff zum Herstellen von Gießformen io gleich der Kurven Nr. 3 und 5 zeigt, daß ein Kohlenbesteht. Der Probekörper 1 wird an seiner Oberseite 2 staub mit einem hohen Betrag flüchtiger Anteile die erhitzt, wobei die Erhitzungsstrahlen durch Pfeile 3 geringere Ausdehnung der Oberfläche aufweist und angegeben sind. Mit der Erhitzung dehnt sich die deshalb beispielsweise als Formsand geeigneter ist.
Oberflächenschicht radial nach außen aus, wobei der Die in den F i g. 3 und 4 dargestellten Unterschiede Betrag der Ausdehnung in verschiedenen Meßpunkten 15 in den Kurven sind auch bei anderen Formstoffen im 4, 5, 6 und 7 in verschieden großen Abständen von der Prinzip zu erhalten, so beispielsweise auch bei CO₂-Oberfläche verschieden ist und mit wachsender Tiefe Sanden, kunstharzgebundenen Sanden, Kupolofenabnimmt, weil mit dieser auch die Temperatur ab- Stampf massen oder dergleichen Stoffen. Das erfindungsnimmt. Insgesamt ist jedoch der Temperaturgradient gemäße Verfahren ist ebenfalls geeignet, die Wirkung zwischen den einzelnen Schichten und insbesondere 20 von Schlichten oder Schwärzen an den Oberflächen im zwischen dem Gesamtkörper und der hocherhitzten Hinblick auf Ausdehnungsänderungen zu veranschau-Oberfläche sehr groß, weil bei schneller Erhitzung nur liehen. Bekanntlich besteht bei Schlichten und Schwäreine stoffabhängige, zur Gesamtkörperlänge Vergleichs- zen das wichtige Problem der Haftung dieser Überzüge weise dünne Schicht erhitzt wird. an der Oberfläche der Form in der Gießhitze bzw. eine

In den F i g. 2 bis 4 bezeichnet mit einheitlichem 25 Änderung der Ausdehnung einer Oberflächenschicht.

Maßstab die Abszisse die Heizzeit in Sekunden und Um die Wirkung dieser Schlichten und Schwärzen

die Ordinate die lineare Dehnung in Bruchteilen eines zu erkennen, können Probekörpsr mit und ohne

Millimeters. Schlichten und Schwärzen miteinander verglichen

Die F i g. 2 zeigt die Ausdehnung eines durch Kunst- werden. Aus den Unterschieden der Ausdehnungsharz gebundenen Sandes und den Einfluß der Dicke 30 kurven können dann die Rückschlüsse gezogen des Prüfkörpers auf die Ausdehnung. Verwendet werden.

wurden drei verschiedene Scheiben von 5 mm, 7 mm Die F i g. 5 zeigt die Vorderansicht eines Prüf- und 9 mm Dicke mit einem Durchmesser von 5 cm. gerätes, das nachfolgend auch mit Dilatometer be-Die Meßstelle liegt bei allen Proben 3 mm unterhalb zeichnet ist. Es besteht aus dem Gshäuse 8, dem der erhitzten Oberfläche. Es können auch andere 35 Deckel 9. und dem Gehäüsefuß 13. Die Ausdehnungs-Tiefen unterhalb der Oberfläche gewählt werden. Die messung erfolgt durch die Einspannung des Probe-Scheibe mit einer Dicke von 5 mm dehnt sich viel körpers 1 zwischen einem Anschlag 11 und einem stärker als eine Scheibe von 7 mm Dicke aus oder Taster 12, wobei der aus einem Quarzstab bestehende sogar von 9 mm Dicke. Dies liegt daran, daß die Aus- Anschlag 11 in eine an dem Gehäusedeckel 9 andehnungsbehinderung mit zunehmender Dicke der 4° gebrachte Spannhülse eingesteckt ist. Dar Anschlag Scheibe zunimmt. ist durch eine rechtwinklige Abbiegung 11a des

Die F i g. 3 zeigt verschiedene Kurven, die an einem Quarzstabes 11 gebildet, wie aus F i g. 7 zu ersehen feuchten, durch einen Bentonit gebundenen Sand auf- ist. Der Taster, der ebenfalls aus einem Quarzstab genommen worden sind. Verwendet wurde ein besteht, weist in gleicher Weise an seinem oberen Ende 5 · 5 cm großer Normprüfkörper, hergestellt nach 45 einen rechtwinklig abgebogenen Teil 12a auf, so daß DIN 52401. Jede Kurve wurde an einem neuen Probe- der Anschlag und auch der Taster, wie aus F i g. 7 zu körper aufgenommen, da ein Probekörper nur für eine ersehen ist, tangential an der Zylinderoberfläche des einmalige Messung zu gebrauchen ist. Die Tiefen der Probekörpers 1 anliegen, und zwar in gleicher Höhe, Meßstellen unter der Oberfläche sind angegeben. Aus d. h. in einem gleichen Abstand unterhalb der erhitzten der F i g. 3 ist zu ersehen, daß sich die Oberflächen- 50 Stirnfläche 2 des Probekörpsrs.
schicht, die sich nur lmm unterhalb der erhitzten Ober- Der Taster 12 ragt in das Gehäuse hinein und ist fläche befindet, sehr stark und sehr schnell ausgedehnt durch den Deckel 9 durch eine Langlochöffnung 9 a und den Untergrund, der sich 3 mm unterhalb der geführt und am Ende eines zweiarmigen Meßbalkens Oberfläche befindet, praktisch mitzieht. Auch die 14, 14a durch eine Spannhülse 15 oder dergleichen, anderen Schichten, die 5 mm, 7 mm und 9 mm unter- 55 Befestigungselement befestigt. Der Meßbalken 14,14a halb der Oberfläche liegen, werden mitgezogen, jedoch ist als Wippe ausgebildet und um ein Spitzenlager 16 ist die Dehnung in der letzten gemessenen Schicht kippbar gelagert, wobei das Lager über ein Einstellgering, rad 17, das über einen Teil des Umfangs aus dem

Die F i g. 4 zeigt die Ausdehnungen von Probe- Gehäuse 8 herausragt und eine Spindel 18 aufweist, körpern aus dem gleichen Sand, wie er für die Probe- 60 im Gehäusefuß 10 durch Drehung anhebbar bzw. körper mit der Ausdehnung nach F i g. 3 verwendet absenkbar ist. Am Balkenteil 14, der durch einen wurde, jedoch mit verschiedenen in der Praxis üblichen Längsschlitz 19 des Gehäuses 8 nach außen ragt, liegt Formsandzusätzen. Abweichend von F i g. 3 liegt die der Kolben 20 an, der in einem Ventilgehäuse 21 auf-Meßstelle aller Kurven einheitlich bei 5 mm unterhalb und abwärts bewegbar geführt ist und einen Stift 22 der Oberfläche eines in F i g. 1 dargestellten Probe- 65 aufweist, der durch einen Bodendecke] 23 des Ventilkörpers. Die Kurve Nr. 1 ergibt sich für einen Probe- gehäuses greift. Das Ventilgehäuse 21 ist unten verkörper ohne Zusatz. Die Kurve Nr. 2 gehört zu einem schlossen, oben jedoch offen und hat dort eine nach Probekörper mit einem Zusatz von 10 % Quarzmehl. außen offene Kammer 24 in Gestalt einer zylin-

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drischen Bohrung. Der Kolben 20 weist in der Höhe körper anliegen. Eine schnelle und genaue Einstellung des Schlauchanschlusses 25 für die Zuleitung 29 von der gewünschten Meßtiefe ist mittels einer Meßuhr Druckluft eine ringsumlaufende Ausnehmung 26 auf, · möglich, die, in F i g. 8 dargestellt, auf die abdie über die Länge eine gleiche Tiefe hat, so daß zwei gewinkelten Enden der Quarzstäbe 11 und 12 aufgegenüberliegende Kolbenflächen 27 und 28 von 5 gelegt wird. Die Auflage am Quarzstabteil 11a erfolgt gleicher Größe gebildet werden. Auf die Kolben- mit der ganzen Fläche, die Auflage am Quarzstabflächen 27 und 28 wirkt jeweils der gleiche Luftdruck, teil 12a jedoch mit einer Schneide und somit insso daß sich die Druckkräfte in axialer Richtung des gesamt nach Art eines Dreifußes. Die Einstellung wird Kolbens gegenseitig aufheben. Derartige pneumatische an einer Meßuhr abgegeben, die mit einem Taster an Meßwertinformationen für Dilatometer sind nicht io der Oberseite des Probekörpers anliegt. Gegenstand der Erfindung. Anschließend wird eine in F i g. 9 schematisch dar-

Mit der Erhitzung der Oberfläche 2 des Probe- gestellte elektrische Luftpumpe 40 eingeschaltet. Diese körpers 1 wird der Taster 12 in angegebener Pfeil- ist mit einem Luftdruckschreiber 41, mit einem richtung 29 durch die in F i g. 1 übertrieben dar- Manometer 42 und dem Prüfgerät verbunden. Auch gestellte Ausdehnung verschwenkt und der Balken- 15 ist ein Überdruckventil 49 vorhanden. Dann wird am teil 14a in angegebener Pfeilrichtung 30 entsprechend Prüfgerät der Nullpunkt eingestellt, um wegen der angehoben. Dadurch wird auch der Kolben 20, der hohen Meßempfindlichkeit des Meßgerätes einen unter seinem Eigengewicht durch den Stößel 22 am stets gleichen Ausgangswert zu erhalten. Zu diesem Meßbalken anliegt, angehoben und mit dem Anheben Zweck wird das Einstellrad 17 betätigt, wodurch entder wirksame Ventilquerschnitt 31 für den Luftauslaß 20 sprechend einer Rechts- oder Linksdrehung der Meßvergrößert. Weitere Einzelheiten werden nachfolgend balken 14 mit dem starr befestigten Taster 12 um den noch in Verbindung mit F i g. 9 beschrieben. notwendigen Betrag, oft nur Bruchteile von 1 mm,

Um verschiedene Meßbereiche einstellen zu können, angehoben oder abgesenkt wird. Gleichzeitig damit kann der Hebelabstand des Kolbens 20 mit dem hebt sich auch der Kolben 20 an, wodurch der Ventil-Stößel 22 zum Kippunkt 8 verändert werden. Dazu 25 öffnungsquerschnitt bzw. die Spaltbreite 31 verändert ist das obere Ventilgehäuse an einer Schiene 32 geführt, wird. Das Einstellrad 17 wird so weit betätigt, bis sich wobei die gewünschte Stellung durch eine Klemm- am Manometer und Luftdruckschreiber ein für alle schraube 33, dargestellt in F ig." 6,'arretiert "werden Versuche festgelegter gleicher Luftüberdruck einstellt, kann. Dieser Wert ist der Ausgangswert für die Ausdehnungs-

Der Probekörper 1 ruht auf einer Schneide 34, die in 30 messung vor der Erhitzung. Bei gleicher Höhenlage oder nahe der Mittellinie des Probekörpers und der abgewinkelten Enden der Stäbe 11 und 12 ist die parallel zu den abgebogenen Teilen der Quarzglas- Anordnung versuchsbereit, und die Heizquelle kann stäbe 11 und 12 verläuft. Die Schneide 34 ist, wie aus nun eingeschaltet werden.

F i g. 6 hervorgeht, am oberen Ende eines Stabes 35 Die Pumpe 40 fördert fortlaufend einen gleichbefestigt, der an seinem unteren Ende mit einem Ge- 35 mäßigen Luftstrom durch den Spalt 31. Jede noch so winde versehen ist, so daß dieser über ein Einstellrad 36, geringe Änderung der Lage des beweglichen Tasters 22 das mit seinem Außenrand teilweise aus dem Gehäuse 8 am Kolben 20 bedingt sofort im Hinblick auf die herausragt, nach Art einer Spindel angehoben und Änderung der Spaltbreite 31 eine Druckänderung am abgesenkt werden kann. Durch eine Drehung des Ein- Manometer und auch Luftdruckschreiber. Als Heizstellrades 36 wird entsprechend mit dem Anheben und 40 quelle hat sich ein Azetylenbrenner mit selbsttätiger Absenken des Probekörpers relativ zum Gehäuse und Luftansaugung als vorteilhaft erwiesen. In der Gasauch zu den Quarzglasstäben 11 und 12 deren Anlage- leitung zwischen Brenner 43 und Azetylenflasche 44 tiefe in bezug auf die Oberfläche 2 der Prüfkörper ist ein elektrisches Magnetventil 45 eingebaut, dessen bestimmt, d. h. die Meßtiefe eingestellt. Zur Führung elektrische Zuleitung 46 zum Synchronmotor des Luftder als Auflage für den Probekörper ausgebildeten 45 druckschreibers zu einem Stromkreis 47 parallel zu-Schneide34 und auch zur Verhinderung einer Ver- sammengeschlossen ist. Durch Betätigen eines Schaldrehung ist weiterhin ein Führungszapfen 48 vor- ters setzen im gleichen Augenblick die Gaszufuhr und gesehen, der durch den Gehäusedeckel 9 hindurch- der Schreibertransport ein. Am Brennermundstück ist greift. Rechtwinklig von der Schneide 34 abstehend ist ein ständig brennendes Zündflämmchen angebracht, ein Ausleger 37 angeordnet, der an seinem Ende einen 50 das zu einer sofortigen Entzündung des Gases führt. Führungsanschlag 38 für die untere Kante und ins- Ein gleichzeitiges Einschalten von Wärmequelle und besondere Seitenbegrenzung des Probekörpers auf- Papiervorschub im Schalter ist erforderlich, damit weist. Die Stellung dieses Anschlages in seiner Anlage wegen der sofort einsetzenden Dehnung der Probenäm Probekörper wird durch eine Schraube 39 ge- oberfläche keine Kurventeile unterdrückt oder vorsichert. 55 zeitig geschrieben werden. Das ist eine wesentliche

Die Prüfung eines Probekörpers erfolgt auf folgende Voraussetzung.

Weise: Zunächst wird der aus dem Gehäuse heraus- Als Zündvorrichtung für den Gasbrenner kann an

ragende Teil 14a des Meßbalkens von Hand angehoben Stelle der ständig brennenden Zündflamme auch ein und damit das obere abgewinkelte Ende des Tasters 12a elektromagnetisches Feuerzeug verwendet werden, das in angegebener Pfeilrichtung 29 bewegt. Dann wird 60 mit dem Stromkreis des Magnetventils und dem der Probekörper 1 von vorn eingesetzt und der Meß- Motor des Schreibgerätes gekoppelt ist. Im Augenblick balken freigegeben. Dadurch legt sich der Taster 12 des Einschaltens wird durch das Anziehen eines am Probekörper 1 mit sehr geringem Anlagedruck an. Elektromagneten eine Reibfläche unter einem Feuer-Anschließend wird der Probekörper 1 durch Drehen stein hinweggezogen und ein Funken erzeugt. Der des Einstellrades 36 entsprechend der gewünschten 65 weitere Versuchsablauf erfolgt selbsttätig. Meßtiefe so weit abgesenkt oder angehoben, bis die Mit der Ausdehnung der Probenoberfläche und dem

abgewinkelten Enden des Anschlages 11 und des Wegbewegen des Tasters 12 in angegebener Pfeil-Tasters 12 in der gewünschten Meßtiefe am Probe- richtung 29 und dem Kippen des Meßbalkenteils 14 a

erfolgt das Anheben des Ventilkolbens 20, so daß der Spalt 31 geringfügig erweitert wird. Damit tritt in der Luftzuleitung eine Druckminderung ein, die am Manometer erkennbar und am Druckschreiber registriert wird. Die Luftdruckabnahme ist der Auslenkung des Tasters 12 proportional und somit auch der Ausdehnung der Probe im angegebenen Meßbereich.

Um auch Ringscheiben prüfen zu können, beispielsweise einer Dicke von 5 mm, wird ein im einzelnen nicht dargestellter Probenhalter verwendet, der aus einer zylindrischen Grundplatte mit zwei Füßen und mit einer Tischplatte in Gestalt eines Drahtgitters besteht, auf die der Probekörper aufgelegt wird. Dadurch sind mit der gleichen Versuchseinrichtung auch Proben geringer Dicke prüfbar.

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Bestimmung der Wärmeausdehnung von Werkstoffen, insbesondere von verfestigten hocherhitzten Formsanden und Kernen sowie anderen feuerfesten Baustoffen, bei welchen der Probekörper in einer dessen ungehinderte Ausdehnung zulassenden Weise gehaltert wird, d adurch gekennzeichnet, daß der Probekörper einseitig erhitzt und der Betrag der Dehnung der erhitzten Zonen im Vergleich zu den weniger erhitzten oder nicht erhitzten Zonen gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Betrag der Dehnung in verschieden großen Abständen von der erhitzten Oberfläche des Probekörpers gemessen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2 zur Bestimmung der Wärmeausdehnung an einem zylindrischen Probekörper, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stirnseite des Probekörpers erhitzt wird und die radial gerichtete Dehnung zwischen zwei einander gegenüberliegenden Punkten an der Zylinderfläche im gleichen Abstand von der erhitzten Stirnfläche in an sich bekannter Weise mit Hilfe zweier Quarzstäbe als Taster und ortsfester Anschlag gemessen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 bei Verwendung eines Meßwertschreibers, dadurch gekennzeichnet, daß der Beginn der einseitigen Erhitzung des Probekörpers und der Anlauf des Meßwertschreibers gleichzeitig erfolgen.

5. Vorrichtung zum Durchführen der Verfahren nach Anspruch 1 mit einem ortsfesten Anschlag und einem Taststab, der mit einem Meßbalken verbunden ist, dessen Anschlag der Anzeige dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (11) für den von oben zu erhitzenden Probekörper an einer Deckelplatte (9) des Gehäuses (8) fest verschraubt und vertikal gerichtet angeordnet und an seinem oberen Ende zu seiner Anlage (11 ß) am Probekörper (1) rechtwinklig abgebogen ist, daß der Taststab durch eine seine Beweglichkeit in Meßrichtung gewährleistende Öffnung (9 a) in der Deckelplatte (9) hindurchgeführt und an seinem unteren Ende mit dem Meßbalken (14) starr verbunden ist und daß eine Auflage (34) für den Probekörper (1) relativ zu dem ortsfesten Anschlag (11) sowie dem Taststab (11,12) höhenverstellbar angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (34) für den Probekörper (1) aus einer Schneide besteht, die in oder nahe der Mittellinie des Probekörpers (1) anliegend sich über die gesamte Länge bzw. den Durchmesser des Probekörpers erstreckend parallel zu den abgebogenen Enden (11 a, 12 a) des Anschlages (11) und des Taststabes (12) erstreckt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflage (34) für den Probekörper (1) auf einem Stab (35) ruht, der am unteren Ende als Gewindespindel ausgebildet ist, die zur Höhenverstellung in das Gewindeloch eines am Boden (10) des Gehäuses (8) gelagerten und teilweise aus dem Gehäuse herausragenden Einstellrades (36) geschraubt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß rechtwinklig zur Auflage (34) für den Probekörper (1) verlaufend und an diesem in verschiedenen Längen arretierbar eine Seitenkantenführung (38) des Probekörpers lösbar befestigt angeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß für den Meßbalken ein Spitzenlager (16) angeordnet ist, welches über ein Einstellrad (17) mittels einer in der Grundplatte (10) des Gehäuses geführten Spindel (18) höhenverstellbar angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Auslegeschrift Nr. 1 025 643;
deutsche Auslegeschrift S 37 554 (bekanntgemacht am 9. 5.1956);

deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 881 305;
USA.-Patentschrift Nr. 2 530 711.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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