DE2840630A1

DE2840630A1 - Vorrichtung zur messung der zugfestigkeit und/oder dehnung eines bahnfoermigen messobjektes

Info

Publication number: DE2840630A1
Application number: DE19782840630
Authority: DE
Inventors: Karl Dr Ing Haller
Original assignee: Deutsche Forschungsgeselslchaft fur Druck und Reproduktionstechnik Ev; FORSCHUNGSGESELLSCHAFT fur DR
Current assignee: Fogra Forschungsgesellschaft Druck Ev 81673 Mue
Priority date: 1978-09-19
Filing date: 1978-09-19
Publication date: 1980-03-27
Also published as: DE2840630C3; DE2840630B2

Description

Vorrichtung zur Messung der Zugfestigkeit
und/oder Dehnung eines bahnförmigen MeB-objektes Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Zugfestigkeit und/oder Dehnung eines bahnförmigen Meßobjektes, insbesondere eines perforierten Vordruckes, mit zwei zur Einspannung des Meßobjektes dienenden Spannelementen, von denen das eine ortsfest angeordnet und das andere unter Erzeugung einer Zugspannung im Meßobjekt durch eine Betätigungseinrichtung verstellbar ist.
Bahnförmiges Material aus Papier, Textilgewcbe, Kunststoff und dergleichen muß häufig auf Zug festigkeit und Dehnung untersucht werden. Ein praktisch bedeutsamer Anwendungsfall ist die Messung der Zugfestigkeit und Dehnung von perforierten Vordrucken (insbesondere Bestimmung der sog. Perforationsfestigkeit).
Die bisher bekannten Meßvorrichtungen, mit denen sowohl die Zugfestigkeit als auch die Dehnung eines bahnförmigen Meßobjektes genau und ohne umständliche Rechenvorgärcjc ermittelt werden kann, sind verhältnismäBig kompliziert aufgebaut und demgemäß für viele Anwendungsfälle der Praxis zu kostspielig. Der Erfirdung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Mvorrichtung zu schaffen, die es bei kleiner, handlicher Baugröße und einfachem Aufbau gestattet, die Zugfestigkeit und/oder die Dehnung eines bahnförmigen Meßobjektes genau und auf einfache Weise zu bestimmen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das verstellbare Spanneler.1ent ein Federelement trägt, über das die Betätigungseinrichtung am verstellbaren Spannelement angreift und dessen der aufgewendeten Zugkraft entsprechende Verformung durch ein erstes Meßelement bestimmbar ist, während die der Dehnung entsprechende Bewegung des verstellbaren Spannelementes durch ein zweites Meßelement bestimmbar ist.
Indem bei der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung die auf das Meßobjekt auszuübende Zugkraft von der Betätigungseinrichtung über das vom verstellbaren Spannelement getragene Federelement in das verstellbare Spannelement eingeleitet wird, stellt einerseits die Verformung dieses Federelementes ein Maß für die ausgeübte Zugkraft dar, und es entspricht andererseits dabei die Bewegung des verstellbaren Spannelementes der Dehnung des Meßobjektes. Die beiden gesuchten Meßgrößen (Zugfestigkeit und Dehnung) lassen sich damit durch einfache Meßelemente unabhängig voneinander ermitteln.
Zahlreiche zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden in Verbindung mit der Beschreibung eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles nicht näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen Fig.l einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäß Meßvorrichtung; Fig.2 eine teilweise geschnittene Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß Fig.1 (Schnittlinie II-II).
Die dargestellte Meßvorrichtung zur Messung der Zugfestigkeit und Dehnung eines bahnförmigen Meßobjektes, insbesondere eines perforierten Vordruckes, enthält auf einer Grundplatte 1 ein festes Spannelement 2 sowie ein verstellbares Spannelement 3. Zur Verstellung des Spannelementes 3 gegenüber dem Spannelement 2 dient eine Betätigungseinrichtung 4. Die Zugfestigkeit des Meßobjektes wird dabei durch eine Meßuhr 5 und die Dehnung durch eine Meßuhr 6 ermittelt.
Zur Einspannung des (nicht dargestellten) bahnförmigen Meßobjektes in den Spannelementen 2 und 3 dienen zwei Klemmleisten 7 bzw. 8, die durch Federn 9 bzw. 10 nach unten, d.h. in Richtung auf eine Gegenfläche 11 bzw. 12 des Spannelementes 2 bzw. 3 gedrückt werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede der beiden Klemmleisten 7 bzw. 8 durch je drei Federn 9 bzw. 10 belastet, wobei die Spannung dieser Federn durch Muttern 13 bzw. 14 einstellbar ist. Weitere Muttern 15 bzw. 16, die auf ein Gewinde von Stößeln 17 bzw. 18 der Klemmleisten aufgeschraubt sind, ermöglichen es, die Klemmleisten 7 bzw. 8 von den Gegenflächen 11 bzw. 12 abzuheben.
Zur Auflage des bahnförmigen Meßobjektes im Bereich zwischen den Klemmleisten 7 und 8 dient ein Tisch 19, der - wie Fig.2 zeigt - seitlich über den Hauptkörper der Meßvorrichtung vorgezogen ist, um breite Meßobjekte ohne Knickung der Perforation einspannen zu können. Der Tisch 19 ist außerdem mit Markierungen 20 versenen, um auch schmale Meßobjekte genau mittig eir.-spannen zu können.
Das feste Spannelement 2 ist starr (beispielsweise durch die bei 21 angedeuteten Schrauben) mit der Grundplatte 1 verbunden. Das verstellbare Spannelement 3 ist dagegen über je zwei seitliche Lenker 22, 23 bzw. 24, 25 verstellbar an der Grundplatte 1 gelagert. Die Lagerung ist dabei reibungsarm, jedoch mit Spiel ausgeführt, um ein verkantungsfreies Dehnen des Meßbjektes zu gewährleisten.
Das verstellbare Spannelement 3 trägt außer der bereits erläuterten Klentmleiste d und der mit ihr zusammenwirkenden Gegenfläche 12 eine Blattfeder 26, die sich an ihren beiden Enden über je eine abgerundete Auflage 27 bzw. 28 an einer Leiste 29 abstützt, die durch Schrauben 30 mit dem Körper 31 des verstellbaren Spannelementes 3 fest verbunden ist. Zur Festlegung der Blattfeder 26 an den Auflagen 27, 28 dienen Federn 32 mit Spannschrauben 33.
Die Betätigungseinrichtung 4 antllå t: heir.. dargestellten Ausführungsbeispiel e@@@ Handkurbel 34, die selbstverständlich auc dirh einen Motorantrieb ersetzt weiden kann Die Handkurbel 34 wirkt auf eine Gewindespindel 35, die in Eingriff mit einer Stange 3b steht, die über einen Zapfen 37 etwa im mittleren Bereich der Blattfeder 26 angreift. Im dargestellten Zustand liegt der Zapfen 37 außerdem an der Rückseite der Gegenfläche 12 des verstellbaren Spannelementes 3 an.
Auf der dem Zapfen 37 abgewandten Seite der Blattfeder 26 sitzt auf der Leiste 29 ein Anschlag 38, der die Verformung der Blattfeder 26 auf das Maß x begrenzt.
Das verstellbare Spannelement 3 trägt die bereits erwähnte Meßuhr 5, deren Meßstößel 39 durch die Leiste 29 und den Anschlag 38 hindurchgreift und an der Blattfeder 26 anliegt.
Die zweite Meßuhr 6 wird von der Grundplatte 1 getragen. Ihr Stößel 40 liegt an einem Zapfen 41 des verstellbaren Spannelem.entes 3 an, der durch einen Schlitz 42 der Grundplatte 1 hindurchgreift und zur Anlage an einem Anschlag 43 (verstellbare Anschlagschraube) kommen kann.
Die Funktion der Meßvorrichtung ist damit folgendermaßen: Zum Einspannen des bahnförmigen Meßobjektes wird das verstellbare Spannelement 3 durch die Betätigungseinrichtung 4 ganz nach rechts in seine in der Zeichnung dargestellte Ausgangslage zurückgeführt. Dabei wirkt die Stange 36 als Zugstange und zieht das verstellbare Spannelement 3 zurück, bis die Gegenfiache 12 zur Anlage am Tisch 19 kommt. Dann wird das bahnförmige Meßobjekt zwischen den Klemmleisten 7 bzw. 8 und den zugehörigen Gegenflächen 11 bzw. 12 eingespannt. Durch Veränderung des Maßes a läßt sich die Klemmkraft den unterschiedlichen Anforderungen anpassen.
In dieser Ausgangslage stehen die Zeiger der beiden Meßuhren 5 und 6 auf Null.
Zur Messung wird dann die Handkurbei 34 im Uhrzeigersinn gedreht. Die Stange 36 wirkt nunmehr als Schubstange und drückt auf die Blattfeder 26. Die Blattfeder 26 verformt sich und übt damit auf das Spannelement 3 eine zunehmende Kraft aus, was ein Dehnen des bahnförmigen Meßobjektes in Längsrichtung bewirkt. Die Verformung der Blattfeder 26, die durch die Meßuhr 5 angezeigt wird, ist dabei ein Maß für die auf das Meßobjekt ausgeübte Zugkraft. Die Bewegung des verstellbaren Spannelementes 3, die durch die Meßuhr 6 ermittelt wird, stellt ein Maß für die Dehnung des Meßobjektes dar.
Beim Erreichen einer bestimmten Zugkraft reißt schließlich das Meßobjekt. Der dabei von der Meßuhr 5 angezeigte Wert ist die Zugfestigkeit des Meßobjektes.
Zweckmäßig werden beide Meßuhren 5 und 6 mit Schleppzeigern ausgestattet, um den Momentanwert von Kraft und Dehnung im Augenblick des Bruches bequem ablesen zu können.
Die maximale Dehnung läßt sich mittels des verstellbaren Anschlages 43 auf einen vorgegebenen Wert y einstellen. Die maximale Verformung der Blattfeder 26 ist, wie bereits erwähnt, durch den Anschlag 38 auf den Wert x begrenzt, so daß eine Beschädigung der Blattfeder 26 durch Aufbringen einer unzulässig großen Zugkraft vermieden wird.
Die Abmessungen (insbesondere Dicke, Breite, Läge) der Blattfeder 26 sowie ihre Federkonstante sind so gewählt, daß sich bei der für die Messung vorgesehenen Nennkraft eine Verformung von 0,2 mm oder 1 mm ergibt. Dieser Weg entspricht einer Zeigerumdrehung der handelsüblichen Meßuhren mit 1/1000 mm bzw.
1/100 mm Anzeige. Dies ermöglicht eine besonders einfache und genaue Kraftanzeige unter Verwendung handelsüblicher Meßuhren.
Die Blattfeder 26 bildet zusammen mit den Auflagen 27, 28 und der anschraubbaren leiste 29 eine leicht auswechselbare Baueinhei . Die Dicke der Auflagen 27, 28 und der Leiste 29 sind dabei so abgestimmt, daß sie zusammen mit der Dicke der jeweiligen Blattfeder 26 den konstanten Betrag c ergeben. Durch Auswechseln dieser Baueinheit kann daher das Meßgerät schnell auf eine andere Nennkraft umgestellt werden.
Es sei schließlich noch darauf hingewiesen, daß statt der beim dargest(-liten Ausführungsbeispiel vorgesehenen mechanischen Meßuhren im Rahmen der Erfindung selbstverständlich auch elektronische oder optoelektronische Aufnehmer für Weg und Kraft zusätzlich oder alternativ vorgesehen werden können.
L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche: 1.)Vorrichtung zur Messung der @ugfestigkeit und oder der Dehnung eines -hnföfmigen Meßobjektes, insbesondere eines perforierten Vordruckes, mit zwei @ @inspannung des Meßobjektes dienenden @ @n@@@ementen, von denen das @ine ortsf@ cn@@rdnet und das andere unter Brzeugung einer Zugspannung im Meßobjekt durch eine Bet@@igungseinrichtung verstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das verstellbare Spannelement 4) ein Federelement (26) trägt, über das @@@ Betägigungseinrichrung (4) as vers @baren Spannelement angreift @@@ dessen der aufgewendeten Zugkraft ent@@@chende @@@ @@-mung durch ein erstes M@seiement (5) b@-stimmbar ist, währerd @ie der Dehnung entsprechenße Bewegung des verstellbaren Spasaelements durch ein zweites Meßelement (6.

bestimmbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement durch eine an beiden Enden an: erstellbaren Spannelement (3) gelagerte Blattf@der (26) gebildet wird, in deren Mitte eine Schubstange (36) der Betätigungseinrichtung (4) angreift.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, daß die beiden Meßelemente durch handelsübliche Meßuhren (5, 6) gebildet werden.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß diu Blattfeder (26) und die zugehörige Meßung (5) auswechselbar sind, wobei @or@@gsweise bei Verwendung einer Meßuhr mit 1,1000 m Anzeige eine Blattfeder mi t einer @ennkraft-Verformung von 0,2 mm und bei Ve wendung einer Meßuhr mit 1/100 mm Anzeige eine Blattfeder mit einer Nennkraft-Verforrnung von 1 m@ vcrgesehen ist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gek@@ zeichnet, daß eine aus Blattfeder (26) @@ anschraubbarer Blattfeder@@flage (@@) bestehende Baueinheit als Ganzes ge@en eine Baueinheit gleicher Einbaumaße, jedoch anderer Blattfeder-Charakteristik, auswechselbar ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung des Federelementes (26) durch einen vom verstellbaren Spannelement (3) getragenen Anschlag (38) begrenzt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des verstellbaren Spannelementes (3) durch einen Anschlag (43) begrenzt ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verste@ibare Spannelement (3) durch die Betätigungseinrichtung (4) in eine durch Anschlag fixierte Ausgangsstellung ruckführbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch t, dadurch gekennzeichnet, daß das verstellbare Spannelement (3) durch je zwei volzugsweise reibungsarm und mit Spiel gelagerte seitliche Lenker (22, 23, 24, 25) geführt ist
10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannelemente (2, 3) federbelastete, im Klemmdruck ein stellbare Klemmleisten (7 bzw. 8) tragen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßuhren (5, 6) mit Schleppzeiger versehen sind.
12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die von Hand oder motorisch angetriebene Betätigungseinrichtung (4) eine Gewindespindel (35) sowie eine hiermit ein Eingriff stehende, beim Meßvorgang als Schubstange auf die Blattfeder (26) einwirkende und bei der Rückführung in die Ausgangsstellung als Zugstange unmittelbar auf das verstellbare Spannelement (3) wirkende Betätigungsstange (36) enthält.