DE2840630C3

DE2840630C3 - Vorrichtung zur Messung der Zugfestigkeit und/oder der Dehnung eines bahnförmigen Meßobjektes

Info

Publication number: DE2840630C3
Application number: DE19782840630
Authority: DE
Inventors: Karl Dr.-Ing. 8011 Zorneding Haller
Original assignee: Deutsche Forschungsgesellschaft fur Druck- und Reproduktionstechnik Ev (fogra) 8000 Muenchen De; Deutsche Forschungsgesellschaft Fuer Druck und Reproduktionstechnik EV Fogra 8000 Muenchen
Current assignee: Fogra Forschungsgesellschaft Druck Ev 81673 Mue
Priority date: 1978-09-19
Filing date: 1978-09-19
Publication date: 1981-12-17
Also published as: DE2840630A1; DE2840630B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Messung der Zugfestigkeit und/oder der Dehnung eines bahnförmigen Meßobjektes, insbesondere eines perforierten Vordruckes,

a) mit zwei zur Einspannung des Meßobjektes dienenden Spannelementen,

b) mit einer Betätigungseinrichtung, durch die die Spannelemente unter Erzeugung einer Zugspannung im Meßobjekt relativ zueinander verstellbar sind,

c) mit einem entsprechend der im Meßobjekt erzeugten Zugspannung verformten Federelement,

d) mit einem die Verformung des Federelementes ermittelnden, zur Bestimmung der Zugfestigkeit des Meßobjektes dienenden ersten Meßelement sowie

e) mit einem die Relativbewegung der beiden Spannelemente ermittelnden, zur Bestimmung der Dehnung des Meßobjektes dienenden zweiten Meßelement.

Bahnförmiges Material aus Papier, Textilgewebe, Kunststoff und dgl. muß häufig auf Zugfestigkeit und Dehnung untersucht werden. Ein praktisch bedeutsamer Anwendungsfall ist die Messung der Zugfestigkeit und Dehnung von perforierten Vordrucken (insbesondere Bestimmung der sog. Perforationsfestigkeit).

Bei allgemein aus der Praxis bekannten Meßvorrichtungen, mit denen sowohl die Zugfestigkeit als auch die Dehnung eines bahnförmigen Meßobjektes genau und ohne umständliche Rechenvorgänge ermittelt werden kann, sind verhältnismäßig kompliziert aufgebaut und demgemäß für viele Anwcndungsfälle der Praxis zu kostspielig.

Weiterhin ist aus der DF.-PS 39 189 eine Meßvorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der beide

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Spannelemente beweglich sind. Hierbei liefert die Bewegung des einen Spannelementes über ein Gleitstück auf einem angebrachten Maßstab ein MaB für die Zugfestigkeit des Meßobjektes, während die Bewegung des anderen Spannelementes auf einer mit dem Gleitstück bewegten Skala die Dehnung des Meßobjektes erkennen läßt Nachteilig bei dieser bekannten Meßvorrichtung ist vor allem der verhältnismäßig komplizierte Aufbau, der große Raumbedarf sowie die geringe Genauigkeit, die sich durch die beiden beweglichen Spannelemente und deren Spiel in der Null-Lage ergibt Ferner ist in diesem Falle eine komplizierte Zusatzvorrichtung erforderlich, um bei der Dehnungsmessung die Verformung des Federelementes zu kompensieren.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Meß vorrichtung der eingangs erwähnten Art so auszubilden, daß es mit kleiner, handlicher Baugröße und einfachem Aufbau möglich ist, die Zugfestigkeit und/oder die Dehnung des Meßobjektes genau zu bestimmen.

Bei der vorliegenden Erfindung wird dies durch die Kombination folgender Merkmale erreicht:

f) Von den beiden Spannelementen ist daJ eine ortsfest und das andere verstellbar angeordnet;

g) das Federelement ist am verstellbaren Spannelement über Auflageelemente an einer Leiste abgestützt;

h) die Betätigungseinrichtung greift mittels eines Zapfens über dieses Federelement am veritellbaren Spannelement an.

Durch die erfindungsgemäße Merkmalskombination wird der konstruktive Aufbau der Meßvorrichtung im Vergleich zu der zuletzt genannten bekannten Ausführung wesentlich vereinfacht und ihr Raumbedarf verringert. Zugleich erhöht sich die Genauigkeit vor allem durch den Wegfall des Null-Lage-Spieles des einen (ortsfesten) Spannelementes.

Da erfindungsgemäß das für die Bestimmung der w Zugfestigkeit .rforderliche Federelement am verstellbaren Spannelement angeordnet ist, kann eine komplizierte Kompensation-Zusatzvorrichtung — wie bei DE-PS 39 189 - entfallen.

Bei der so aufgebauten Meßvorrichtung wird dann die auf das Meßobjekt auszuübende Zugkraft von der Betätigungseinrichtung über das vo.n verstellbaren Spannelement getragene Federelement in das verstellbare Spannelement eingeleitet, so daß einerseits die Verformung des Federelements ein Maß für die ausgeübte Zugkraft darstellt und andererseits die Bewegung des verstellbaren Spannelements der Dehnung des Me3objektes entspricht. Die beiden gesuchten Meßgrößen (Zugfestigkeit und Dehnung) lassen sich damit durch einen äußerst einfachen Aufbau der y> Vorrichtung (mit einfachen Meßelementen) unabhängig voneinander ermitteln.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden in Verbindung mit der Beschreibung eines in der w> Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

rig. 1 einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Meßvorrichlung;

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Aufsicht auf das h> Ausführungsbcispic! {.,e'näß F i g. I (Schnittlinie 11-11).

Die dargestellte Vh'övomchtung zur Messung der Zugfestigkeit und Dt hrnjnf, jines bahnförmigen Meßobjektes, insbesondere eines perforierten Vordruckes, enthält auf einer Grundplatte 1 ein festes Spannelement 2 sowie ein verstellbares Spannelemütit 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 gedruckt werden. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel ist jede der beiden Klemmleisten 7 bzw. 8 durch je drei Federn 9 bzw. 10 belasten wobei die Spannung dieser Federn durch Muttern 13 bzw. 14 einstellbar ist Weitere Muttern 15 bzw. 16, die auf ein Gewind; 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 M-sßobjektes 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 versehen, um auch schmale Meßobjekte genau mittig einspannen 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 Meßobjektes zu gewährleisten.

Das verstellbare Spannelement 3 trägt außer der bereits erläuterten Klemmleiste 8 und der mi' ihr zusammenwirkenden Gegenfläche 12 eine Blattfeder 26, die sich an ihren beiden Enden über je eine abgerundete Auflf. je 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 enthält beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine Handkurbel 34, die selbstverständlich auch durch einen Motorantrieb ersetzt werden kann. Die Handkurbel 34 wirkt auf eine Gewindespindel 35, die in Eingriff mit einer Stange 36 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 χ begrenzt.

Das verstellbare Spannelement 3 trägt die bereits erwähnte Meßuhr 5, deren Meßstößel 39 durch die Leiste 29 und den Anschlag 38 hindurchgreifi und an der Blattfeder 26 anliegt.

Die zweite Meßuhr 6 wird von der Grundplatte 1 getragen. Ihr Stößel 4O liegt an einem Zapfen 41 des verstellbaren Spannelementes 3 an, der durch einen Schlitz 42 der Grundplatte 1 hindurchgreift und zur

Anlage an einem Anschlag 43 (verstellbare Anschlagschraube) kommen kann.

Die Punktion der Meßvorrichtung ist damit folgendermaßen:

Zum Einspannen des bahnförmigen Mellobjektes '■■ 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 u< Cjegenfläche 12 zur Anlage am Tisch 19 kommt. Dann wird das bahnförmige Meßobjekt zwischen den Klemmleisten 7 bzw. 8 und den zugehörigen Gegenflächen Il bzw. 12 eingespannt. Durch Veränderung des Maßes ;) läßt sich die Klemmkraft den unterschiedlichen ι · Anforderungen anpassen. In dieser Ausgangstage stehen die Zeiger der beiden Meßuhren 5 und 6 auf Null.

Zur Messung wird dann die Handkurbel 34 im [ Ihr/eiyersinn peHreht Dip Ktangp Ift wirkt niinniphr ;»U 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 se cßlich das Meßobjekt, i» Der dabei von der Meßuhr 5 angezeigte Wert ist die Zugfestigkeit des Meßobjektes.

Zweckmäßig werden beide Meßuhren 5 und 6 mit Schleppzeigcrn ausgestattet, um den Momentanwert von Kraft und Dehnung im Augenblick des Bruches bequem ablesen zu können.

Die maximale Dehnung läßt sich mittels lies 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 * begrenzt, so daß eine Beschädigung der Blattfeder 26 durch Aufbringen einer unzulässig großen Zugkraft vermieden wird.

Die Abmessungen (insbesondere Dicke. Breite. Länge)der Blattfeder 26 sowie ihre l-'edcrkonstante sind so gewählt, daß sich bei der für die Messung v( rgcsehenen Nennkraft eine Verformung von 0.2 mm oder I mm ergibt. Dieser Weg entspricht einer Zeigerumdrehung der handelsüblichen Meßuhren mn '/iiiiiiiim bzw. '/loomm Anzeige. Dies ermöglicht eine beson.lers einfache und genaue Kraftan/cige unter Verwendung handelsüblicher Meßuhren.

Die Blattfeder 26 bildet zusammen mit den Auflagen 27, 28 und der anschraubbaren Leiste 29 eine leicht auswechselbare Baueinheit. 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 atidere Nennkraft umgestellt werden.

P.s sr', schließlich noch darauf hingewiesen, daß statt der beim dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehenen mechanischen Meßuhren im Rahmen der Erfindung sc'bstverständlich auch elektronische oder optoelektronische Aufnehmer für Weg und Kraft z.usätzlich oder alternativ vorgesehen werden können.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Messung der Zugfestigkeit und/oder der Dehnung eines bahnförmigen Meßobjektes, insbesondere eines perforierten Vordruckes,

a) mit zwei zur Einspannung des Meßobjektes dienenden Spannelementen,

b) mit einer Betätigungseinrichtung, durch die die Spannelemente unter Erzeugung einer Zugspannung im Meßobjekt relativ zueinander vestellbar sind,

ό) mit einem die Verformung des Federelementes ermittelnden, zur Bestimmung der Zugfestigkeit des Meßobjektes dienenden ersten Meßelement sowie

e) mit einem die Relativbewegung der beiden Spanneternente ermittelnden, zur Bestimmung der Dehnung des Meßobjektes dienenden zweiten Meßelement,

gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale:

f) Von den beiden Spannelementen (2, 3) ist das eine (2) ortsfest und das andere (3) verstellbar angeordnet;

g) das Federelement (26) ist am verstellbaren Spannelement (3) über Auflageelemente (27,28) an einer L?iste (29) abgestützt;

h) die Betätigungseinrichtung (4) greift mittels eines Za-pfens (37) über dieses Federelement (26) am verstellbaren bponnelement (3) an.

2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement durch eine an beiden Enden am verstellbaren Spannelement (3) gelagerte Blattfeder (26) gebildet wird, in deren Mitte eine Schubstange (36) der Betätigungseinrichtung (4) angreift.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Meßelemente durch handelsübliche Meßuhren (5,6) gebildet werden.

4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Blattfeder (26) und die zugehörige Meßuhr (5) auswechselbar sind, wobei vorzugsweise bei Verwendung einer Meßuhr mit '/looomm Anzeige eine Blattfeder mit einer Nennkraft-Verformung von 0,2 mm und bei Verwendung einer Meßuhr mit '/loomm Anzeige eine Blattfeder mit einer Nennkraft-Verformung von 1 mm vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine aus der Blattfeder (26) und der anschraubbaren Blattfeder-Abstützleiste (29) bestehende Baueinheit gleicher Einbaumaße, jedoch anderer Blattfeder-Charakteristik, auswechselbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung des Federelementes (26) durch einen vom verstellbaren Spannclcment (3) getragenen Anschlag (38) begrenzt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des verstellbaren Spannclcmentes (3) durch einen Anschlag (43) begrenzt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch I, dadurch gekenn

zeichnet, daß die Spannelemente (2,3) federbelastete, im Klemmdruck einstellbare Klemmleisten (7 bzw. 8) tragen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich zwischen den Klemmleisten (7,8) der beiden Spannelemente (2,3) ein Miißobjekt-Auflagetisch (19) vorgesehen ist und das verstellbare Spannelement (3) durch die Betätigungseinrichtung (4) in eine durch Anlage am Auflagetisch (19) fixierte Ausgangsstellung rücxführbar ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verstellbare Spannelement (3) durch je zwei vorzugsweise reibungsarm und mit Spiel gelagerte seitliche Lenker (22, 23, 24, 25) geführt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßuhren (5, 6) mit Schleppzeiger versehen sind.

12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die von Hand oder motorisch angetriebene Betätigungseinrichtung (4) eine Gewindespindel (35) sowie eine hiermit in 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.