DE1648693C3 - Vorrichtung zum Messen des Fließens des Materials von Prüf stäben - Google Patents

Description

Der in der Fig. I dargestellte, elektrisch beheizte »Temperaturlialteofen« l enthält im Innern seines Heizkörpers eine Hülle 2, in der sich ein Versuchsprüfstab 3 und ein Vergleichsprüfstab 4 befinden. Die Hülle 2 ist aus einem gut wärmeleitenden Material, wie Kupfer, hergestellt; sie begrenzt den Prüfbzw. Heizraum und bildet weiterhin eine isotherme Umschließungswand.

Die beiden Prüfstäbe 3 und 4 sind mit ihren oberen Enden an einer gemeinsamen Platten-HalterungS festgelegt. Lediglich der Prüfstab 3 ist e-ner Belastung unterworfen. Zu diesem Zweck ist der Prüfstab an seinen beiden Enden in je eine der beiden vertikalen Zugstangen 6 und 7 einer an sich bekannten Belastungsvorrichtung eingeschraubt, wie dies in der Fig.4 dargestellt ist; die Vorrichtung wird weiter unten beschrieben.

Die Prüfstäbe 3 und 4 sind an ihren unteren Enocn mit zwei Taststäben 8 und 9 aus Quarz versehen, welche die auf Grund der (unterschiedlichen) I an- ao gendehnungen der beiden Prüfstabe sich ergebenden Längsbewegungen aus dem Ofen heröusgleiten. Diese Verschiebungen oder Längendehnungen werden mittels eines »Pneumatischen Mikrometers« gemessen. Das dargestellte Mikrometer an sich bekannter Bauart hat eine Düse 10, die mit Druckluft gespeist wird und mit einer Platine 11 zusammenwirkt, welche der Düsenöffnung gegenüberliegt. Der Druck der Druckluft vor der Düse, der von dem Absiand zwischen der Düsenmündung und der Platine abhängt und die Angabe der gewünschten Meßgröße liefert, läßt sich auf einer in Mikron geeichten Manometer-Teilung 12 ablesen und gegebenenfalls auf eine nicht dargestellte Registriervorrichtung übertragen.

Die Düse 10 ist an einem Hebel 13 befestigt, auf welchen der Taststab 8 wirkt, und die Platine 11 ist an einem Hebel 14 gehalten, auf den der Taststab 9 wirkt. Oie beiden Hebel 13 und 14 sind miteinander über eine elastische Verbindung gekuppelt, die in ihren Einzelheiten in den F i g. 2 und 3 veranschaulicht ist.

Diese elastische Verbindung umfaßt drei Paare von je zwei flachen federnden Zungen 15, die jeweils mit Abstand übereinander mit ihren Mitten in einer gleichen vertikalen Ebene angeordnet sind; die Mittellinienebenen der drei Paare der parallelen waagerechten Federzungen bilden miteinander jeweils Winkel von 120°. Dip Zungen jedes der Fedcrzungenpaarc 15 sind an einer fest mit dem Hebel 13 verbundenen Achse 16 einerseits und einer fest mit dem Hebel 14 verbundenen Achse 17 andererseits rcstge legt. Der Hebel 13 stützt sich über zwei Gelenkpunkte 18 auf einen festen Bauteil 19. Wegen der Verformbarkeit des Parallelogramms, das von den beiden Gruppen der Federzungen 15 gebildet wird, bleibt die vertikale Lage der Düse 10 relativ zu der Platine 11 während der bei den Messungen auftretenden Verschiebungen genau und dauernd aufrechterhalten.

Aus der die gesamte Vorrichtung darstellenden Fig. 4 ist ein fester Sockel 20 ersichtlich, der ein Gehäuse 21 aus durchsichtigem Material trägt. In diesem Gehäuse sind vertikale Säulen 22 angeordnet, welche die Führung des Ofens 1 bei seiner Höhenverstellung gewährleisten. Die Säulen 22 bilden die Abstützung für eine obere Traverse 23, an der im Gelenk 24 die Vorrichtung zur Belastung des Prüfstabes 3 angekuppelt ist.

Die Belastungsvorrichtung bekannter Bauart hat einen zweiarmigen Hebelbalken 25, der im Gelenk 26 an dein Sockel 20 angelenkt ist und an den einerseits, ein Ausgleichgegengf.svicht 27 und andererseits ein regelbares Lastgewicht /,S hängen. Über ein Gelenk 29 ist der Lasthebel 25 m.^:: der Zugstange 6 verbunden, die ihrerseits die Belastung auf den Prüfstab 3 überträgt, der über die Zugstange 7 an dem oberen Gelenk 24 hängt.

Das Gehäuse 21 schließt außerdem die empfindlichen Geräteteile, wie das Meß-Mikrometer zum Messen der Verformungen oder Dehnungen der Prüfstäbe und die Vorrichtungen zum Ablesen und Registrieren der Meßwerte ein.

Innerhalb des Gehäuses 21 wird eine Temperatur erzeugt, die höher liegt als die Umgebungstemperatur, und die durch gesteuertes Zuführen von außerhalb des Gehäuses entnommener Frischluft geregelt werden kann. Eine derartige Temperaturregelung bereitet keine Schwierigkeiten, zumal Abweichungen in der Größenordnung von ± 0,3° C gegenüber der mittleren vorgesehenen Temperatur pr-.ktisch keinen Einfluß auf die Genauigkeit der Messungen haben.

Die Regelung der Temperatur im Ofen kann durch bekannte Einrichtungen mit ausreichender Genauigkeit durchgeführt werden, da die wirksame Kompensation der Auswirkungen von Temperaturänderungen dadurch sichergestellt ist, daß die beiden Prüfstäbe dauernd die gleiche Temperatur haben.

Der Heizstrom wird normalerweise aus dem üblichen Versorgungsnetz gr' -.fert. Um jedoch gegen ein Ausfallen des Netzes ^r schert zu sein, was zu einer Fälschung der Messungen führen könnte, selbst wenn die Stromumerbrechung nur kurz ist, wird eine Hilfs- oder Notstromspeisung vorgesehen; diese unifaßt insbesondere eine Akkumulatorenbatterie, die über einen Satz von Sicherheits-Steuerrelais in Abhängigkeit von dem Ausfall des Netzes eingeschaltet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 ten Einrichtung, da die Genauigkeit der Eimittlung Patentansprüche: oder Erfassung der jeweiligen Temperatur wahrend P der gesamten Dauer der Versuche beibehalten wer-

1. Vorrichtung zum Messer des Fließens des den muß, d. h. beispielsweise während einer VerMaterials von Prüfstäben unter statischer BeIa- 5 suchszeit von einigen tausend Munaen.

stung bei erhöhter Temperatur, bei welcher in- Bei einer bekannten Vorrichtung der■eingangs ernerhalb eines Heizofens außer dem belasteten läuterten Art sind die zusammenwirkenden Heoel so Prüfstab noch ein unbelasteter Vergleichsstab angeordnet, daß der dem Vergle.chsstab zugeordnete gleicher Abmessungen und gleichen Materials an- Hebel an einem Ende auf einer ortsfesten Abstutgeordnet ist, wobei die beider« Stäbe über Tasi- io zung und mit seinem anderen bnde aut einem mit stäbe auf je einen von zwei zusammenwirkenden dem Vergleichsstab verbundenen Taststab autruht Hebeln einwirken, die nur den Unterschied zwi- während der andere Hebel mittels einer Schneide auf sehen den Längenänderungen des Prüfstabes und den ersten Hebel abgestützt ist, wobei sein eines des Vergleichsstabes auf ein Meßgerät übettra- Ende auf den mit dem Prüfstab verbundenen Tasi gen, dadurch gekennzeichnet, daß der 15 stab einwirkt und sein anderes Ende mit einem Meßeine (13) der Hebel (13, 14) ortsfest (18) gelagert gerät, und zwar mit einem von einer Lichtquelle an- und mit dem anderen (14) über elastische Paral- gestrahlten Planspiegel zusammenarbeitet Hierdurch Iel-Lenker (15) verbunden ist, und daß beide He- ist es möglich, den Unterschied zwi^-inuai Langenbel mit eiprr an sich bekannten, pneumatisch ar- änderungen des Prüfstabes und des Vergleicnsstabeitenden Meßvorrichtung (10. 11, 12) zusam- 20 bes in zwei Stufen zu vervielfältigen, wobei fur die menarbeiten, wobei der ortsfest gelauerte He- Hebelanordnung eine 20fache und fur das optische bei (I3| die Luftdüse (10) und der parallel zu System eine 50fache Vervielfältigung vorgesehen ist. diesem geführte HeIcI (14) die Stauplattc (11) Eine solche in zwei Stufen vorgenommene Vervieldes Meßgerätes trägt. fältigung des Meßergebnisses birgt jedoch die Gefahr

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- 25 in sich, daß der in der ersten Vervielfälligungsstufe kennzeichnet, daß die Meßvorrichtung (10, 11, eintretende Meßfehler durch die zweite Stufe um ein 12) im Innern eines Gehäuses (21) angeordnet Mehrfaches vergrößert wird. Eine solche Übcrtraist, das auf einer konstanten Temperatur im Be- gung von Meßfehlern ist jedoch bei einer Vornchreich der Umgebungstemperatur gehalten wird. tung zum Messen des Fließens des Materials von

30 I'rüfstäben. bei welchen geringfügige Längenänderungen über einen Zeitraum von mehreren tausend

Stunden gemessen werden, untragbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde. eine Meßvorrichtung der eingangs genannten Art so

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung 35 weiterzuentwickeln, daß eine Vervielfältigung von ium Messen des Fließens des Materials von Prüfstä- Meßfehlern auf einfache Weise vermieden ist.
ten unter statischer Belastung bei erhöhter Tempera- Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß tür, bei welcher innerhalb eines Heizofens außer dem der eine der Hebel ortsfest geleert und mit dem anbelastcten Prüfstab noch ein unbelasteter Vergleichs- deren über elastische Parallrl-Lenker verbunden ist Itab gleicher Abmessungen und gleichen Materials 4° und daß beide Hebel mit einer an sich bekannten, Ungeordnet ist, wobei die beiden Stäbe über TaM- pneumatisch arbeitenden Meßvorrichtung zusam-Itnbe auf je einen von zwei zusammenwirkenden He- menarbeiten, wobei der ortsfest gelagerte Hebel die bein einwirken, die nur den Unterschied zwischen Luftdüse und der parallel zu diesem geführte Hebel ilen Längenänderungen des Prüfstabes und des Ver- die Stauplatte des Meßgerätes trägt,
gleichsstabes auf ein Meßgerät übertragen. 45 Durch diese Hebelanordnung läßt sich unter AusWenn man die geringen Maßänderungen von schaltung der auf Temperaturschwankungen im Hciz-Fließvorgängen messen will, d. h. beispielsweise Deh- ofen zurückzuführenden Längenänderung cine für die Hungen in der Größenordnung von 0,01 °,o, die sich Handhabung der pneumatisch arbeitenden Meßvor-Im Verlauf einer Zeitdauer von gegebenenfalls richtung notwendige Parallelführung von Düse und 10⁵ Stunden ergeben, erkennt man, daß die Längen- 50 Stauplatte in einfacher Weise verwirklichen, wodurch tnderungen der Prüfkörper oder Prüfsläbc, die auf die Vervielfältigung mittels der Hebel vermieden «— selbst sehr geringfügige — Änderungen der Tem- wird.

«eratur dieser Prüfstäbe zurückzuführen sind, ein Eine Weiterbildung der Erfindung besteht darin, Mehrfaches der Längenänderungen darstellen können, daß die Meßvorrichtung im Inneren eines Gehäuses llie auf das Fließen zurückzuführen sind, und die ge- 55 angeordnet ist, das auf einer konstanten Temperatur Inessen werden sollen. Die zur Zeit zur Einhaltung im Bereich der Umgebungstemperatur gehalten wird, tiner möglichst gleichbleibenden Versuchstemperatur Die Erfindung ist an Hand der Zeichnung beifcenutzten »Öfen« in den Laboratorien haben eine spielsweise erläutert. Es zeigt
ungenügende Temperaturstabilisierung, so daß die Fig. 1 eine schematische Darstellung des Ofens Resultate der zur Ermittlung des Fließens durchgeführ- 60 mit der Anordnung der Prüfstäbe sowie mit den Orten Längenmessungen zu falschen Ergebnissen führen. ganen zum Übertragen der Längenänderungen oder

Ein Verfahren, bei dem man sich von den Tempe- Deformationen nach außen aus dem Ofen heraus,

raturänderungen innerhalb des Ofens freimachen will Fig. 2 und 3 je eine Ansicht und eine Schnittdar-

und deshalb gleichzeitig die Messung der Fließ-Ver- stellung der Anordnung des »Extensometer« für die

formung oder Dehnung und die der jeweiligen Tem- 65 Messung der Differenzen der Verformungen oder

peratur des Prüfstabes durchführt, um sodann die Längenänderungen der beiden Prüf stäbe,

Kurve der Dehnungen oder Verformungen entspre- F i g. 4 eine Gesamtdarstellung der vollständigen

chend zu korrigieren, führt zu einer recht komplizier- Vorrichtung.