DE3414849A1

DE3414849A1 - Zugfestigkeitspruefanlage

Info

Publication number: DE3414849A1
Application number: DE19843414849
Authority: DE
Inventors: Arthur Dipl.-Ing. 7900 Ulm Geyer
Original assignee: Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Current assignee: Kabel Rheydt AG
Priority date: 1984-04-19
Filing date: 1984-04-19
Publication date: 1985-10-31

Description

Beschreibung
Zugfestigkeitsprüfanlage Die Erfindung betrifft eine Zugfestigkeitsprüfanlage nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die Erfindung betrifft insbesondere eine dynamische Zugfes tigkeitsprüfung eines langen faden- oder bandartigen Prüfkörpers, z.B. eines Lichtwellenleiters. Zu einer dynamischen Zugfestigkeitsprüfung wird der Prüfkörper bis zu seinem Zerreißen einer ständig steigenden Zugkraft ausgesetzt. Aus dem maximalen Wert der Zugkraft ist dann die Zugfestigkeit des Prüfkörpers berechenbar. Derartige Zugfestigkeitsprüfanlagen sind in der Meßtechnik geläufig.
Sie sind jedoch beschränkt auf kurze Prüfkörper, z.B. mit einer Länge von ungefähr 0,3 m. Derartig kurze Prüfkörper können doch in einigen Anwendungsfällen zu einem fehlerhaften Meßwert führen.
Diese Schwierigkeit wird im folgenden an einem beispielhaft gewählten Prüfkörper, einem Lichtwellenleiter, näher erläutert. Ein Lichtwellenleiter dient zur optischen Nachrichtenübertragung und besteht beispielsweise aus einem 0,12 mm dicken Quarzglasfaden, der mit einer 0,05 mm dicken Schutzschicht aus Kunststoff umgeben ist. Die an sich hohe Zugfestigkeit wird sehr stark verringert durch geringfügige Störungen, z.B. nechanische Kratzer, auf der Mantelfläche des Quarzglasfadens und/oder korrosiven Einfluß. Insbesondere derartige Störungen werden durch die erwähnte Schutzschicht vermieden. Bei der Herstellung eines Lichtwellenleiters können außerdem weitere, statistisch auftretende Störungen, z.B. eingeschlossene Gasblasen, zu einer störenden Verringerung der Zugfestigkeit führen. Sind nun unbekannterweise derartige, statistisch verteilte Störungen vorhanden, so kann es vorkommen (entspricht dem sogenannten Gesetz von Klippstein und Murphy), daß ein ausgewählter kurzer Prüfkörper genau zwischen zwei Störstellen liegt. Eine Zugfestigkeitsprüfung an diesen kurzen Prüfkörper würde eine an sich nicht vorhandene hohe Zugfestigkeit vortäuschen.
Zur Vermeidung derartiger Meßfehler wurde vorgeschlagen, insbesondere bei der Zugfestigkeitsprüfung von Lichtwellenleitern eine Anordnung zu wählen, welche eine Zugfestigkeitsprüfung an langen (z.B. einige Meter) Prüfkörpern gestattet. Bei einer derartigen Anordnung wird der Prüfkörper im wesentlichen horizontal eingespannt. Eine solche Anordnung hat den Nachteil, daß beim Einspannen des Prüfkörpers Störs tellen entstehen können, die eine Verringerung der Zugfestigkeit bewirken. Solche Störstellen entstehen beispielsweise dadurch, daß der Prüfkörper durch sein Eigengewicht durchhängt und auf dem Boden der horizontalen Anordnung kurzfristig schleift. Der dadurch bewirkte Abrieb zerstört: die Schutzschicht und bewirkt einen störenden Einfluß. Weiterhin können durch unsachgemäßes Einspannen des Prüfkörpers zusätzlich sogenannte Mikrokrmmüngen ei't:s tehen 1 die ebenfalls eine verringerte Zugfestigkeit vortäuschen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Zugfestigkeitsprüfanlage anzugeben, die in zuverlässiger und kostengünstiger Weise eine Zugfestigkeitsprüfung langer Prüfkörper, insbesondere Lichtwellenleiter, gestattet.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Kombination der im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Ein erster Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Prüfkörper nahezu beliebiger Länge verwendbar sind.
Ein zweiter Vorteil besteht darin, daß der Prüfkörper mit einer Zugkraft belastbar ist, die größer oder gleich dem Eigengewicht des Prüfkörpers ist.
Ein dritter Vorteil besteht darin, daß Zugfestigkeitsprüfungen unter zusätzlicher Beeinflussung, wie z.B. Umgebungsklima, korrosive Gase, Torsion möglich sind.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert unter Bezugnahme auf eine schematische Zeichnung.
Die ligur zeigt einen senkrecht eingespannten Prüfkörper 10, z.B. einen Lichtwellenleiter mit einer Länge von zehn Metern. Das obere Ende des Prüfkörpers 10 ist in einem F.-illspanllkopf 20 eillgespallllt. Dieser ist als sogenannte Froschklemme ausgebildet, deren Halteelemente aus Halterollen 31 bestehen, die mit einem gummielastischen Mantel 32 umgeben sind. Ein solcher Einspannkopf hat den Vorteil, daß der Prüfkörper lediglich mit der unbedingt nötigen Haltekraft gehalten wird, denn diese ist abhängig von der angewandten Zugkraft (Prinzip der Froschklemme). Durch den gummielastischen Mantel 32 werden vorteilhafterweise Beschädigungen des Prüfkörpers vermieden, z.B. störende Druckstellen, an denen der Prüfkörper bei einer relativ niedrigen Zugkraft bricht. Der Einspannkopf 20 wird über gefedert gelagerte Führungsrollen 25 verdrehsicher in Führungsschienen 21 geführt. Weiterhin ist der Einspannkopf 20 am einen Seil 22 befestigt, das mit Hilfe eines ersten Motors 26 auf einer Seiltrommel 27 auf- oder abwickelbar ist. Das untere Ende des Prüfkörpers 10 ist an einer weiteren Halterolle 31 befestigt, z.B. durch eine mehrfache Umschlingung. Diese Halterolle befindet sich an einem Meßkopf 30, z.B. einem derzeit handelsüblichen Kraftmeßkopf. Der Meßkopf 30 ist über eine Trägerplatte 33 mit einer senkrecht stehenden Gewindespindel 34 verbunden, die über einen zweiten Motor 35 angetrieben wird.
Zur Zugfestigkeitsmessung wird zunächst der Einspannkopf 20 bis zum unteren Ende der Führungsschiellen 21 abgesenkt, so daß ei nu e:i.iiiache Bercstigung des Prüfkörpers 10 möglich ist. Sodann wird das Seil 22 aufgewickelt und der Einspannkopf 20 solange hochgezogen bis die gewünschte Meßlänge, z.B. 10 ir, des Prüfkörpers 10 erreicht ist. Die Meßlänge ist auf vielfältige Art bestimmbar, z.B. durch Messcll (les Lallgc des abgewickeltel} Seils 22. Sodann wird das untere Ende des Prüfkörpers 10 in der beschriebenen Weise zui Meßkopf 30 befestigt und dieser mit Hilfe des zweiten Motors 35 sowie die Gewindespindel 34 solange abwärts bewegt (Richtung des Pfeiles 36), bis der Prüfkörper 10 zerreißt. Die dafür erforderliche Zugkraft wird gemessen und daraus die gesuchte Zugfestigkeit berechnet, z.B. mit Hilfe einer Datenverarbeitungsanlage (Mikroprozessor).
Zur Zugfestigkeitsmessung eines sehr langen Prüfkörpers, z.B. mit einer Länge von 50 m, ist es zweckmäßig, diesen über Umlenkrollen 24 zu wickeln, in der Art eines Flaschenzuges, und die Enden des Prüfkörpers wie beschrieben an den Meß- und Einspannköpfen zu befestigen. Soll eine Zugfestigkeitsprüfung durchgeführt werden bei einer gleichzeitigen Klima- und/oder Schadstoffbelastung des Prüfkörpers 10, so ist es zweckmäßig, zumindest den Prüfkörper 10 mit einem im wesentlichen gasdichten Gehäuse 23 zu umgeben, z.B. einem Kunststoffrohr, in welchem dann die gewünschten Klima- und/oder Schadstoffbelastungen einstellbar sind, z.B. durch eine Klimaanlage.
Zur Eichung des Meßbereiches des Meßkopfes 30, sowie zur Erhöhung der Ablesegenauigkeit ist es zweckmäßig, diesen mit Eichgewichten abzugleichen.
Die Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern sinngemäß auf weitere anwendbar. Beispielsweise kann das Seil 22 durch eine Kette ersetzt werden und/oder die Gewindespindel 34 durch eine entsprechende hydraulische und/oder pneumatische Einrichtung.
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Claims

Patentansprüche Zugfestigkeitsprüfanlage, insbesondere zur dynamischen Zugfestigkeitsprüfung eines faden- oder bandartigen Prüfkörpers, bestehend aus einem Einspannkopf und einem Meßkopf, zwischen denen der Prüfkörper spannbar ist und die in Längsrichtung des Prüfkörpers relativ zueinander bewegbar sind, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Merkmale: - der Einspannkopf (20) ist oberhalb des Meßkopfes (30) angeordnet, so daß der Prüfkörper (10) in senkrechter Lage prüfbar ist, - der Abstand zwischen Einspannkopf (20) und Meßkopf (30) ist einstellbar veränderlich durch den in senkrechter Richtung bewegbaren und feststellbaren Einspannkopf (20) derart, daß ein Prüfkörper bis zu einer Länge von vielen Metern auf Zugfestigkeit prüfbar ist, - durch mindestens eile D'ü1ruiigsschiene (21) ist: der Einspannkopf (20) und/oder der Meßkopf (30) verdrehsicher geführt.
2. Zugfestigkeitsprüfanlage nach Anspruch 1, dadurch gekeiinzeiehlet, daß der Eiispannkopf (20) und/oder der Meßkopf (30) mindestens eine feststehende Halterolle (31) besitzt, deren Mantel (32) gummielastisch ist und um welchen Mantel der Prüfkörper (10) derart gewickelt ist, daß die Prüfkraft im wesentlichen tangential wirkt.
3. Zugfestigkeitsprüfanlage nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspannkopf (20) ulld/oder der Meßkopf (30) derart ausgebildet sind, daß die den Prüfkörper (10) haltende Kraft von der angewandten Zugkraft abhängig ist.
4. Zugfestigkeitsprüfanlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspannkopf (20) und/oder der Meßkopf (30) eine den Prüfkörper (10) haltende Froschklemme enthält, deren Haltelemente als Halterollen (31) ausgebildet sind.
5. Zugfestigkeitsprüfanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspannkopf (20) an einem Seil (22) befestigt ist, dessen Länge veränderlich ist.
6. Zugfestigkeitsprüfanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfkörper (10) zumindest während der Zugfestigkeitsprüfung von einem rohrförmigen Gehäuse (23) umgeben ist derart, daß ein Klima- und/oder Schadstofftest des Prüfkörpers (10) möglich ist.
7. YJugfestigkeitsprüfalllage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Einspannkopfes (20) und/oder des Meßkopfes (30) mindestens eine Umlenkrolle (24) angeordnet ist zur Prüfung sehr langer Prüfkörper
8. Zugfestigkeitsprüfanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit mindestens einem Gewicht vorbelastbarer Meßkopf vorhanden ist und daß eine Datenverarbeitungsanlage vorhanden ist, welche zumindest die Zugfestigkeit des Prüfkörpers berechnet, den Prüfvorgang auf Störungsfreiheit hin überwacht und nach dessoll Ablauf dementsprechelldc Befehle und Infornationen weitergibt.
9. Zugfestigkeitsprüfanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspannkopf (20) wld/oder der Meßkopf (30) verdrehbar angeordnet sind, so daß der eingespannte Prüfkörper (10) zusätzlich auf Torsion beanspruchbar ist.
10. Zugfestigkeitsprüfanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß beim Prüfvorgang der sich bewegende Meßkopf (30) in seiner Geschwindigkeit einstellbar veränderlich ist.
11. Zugfestigkeitsprüfanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem eigentlichen Prüfvorgang der Prüfkörper mit einer einstellbaren Kraft über eine bestimmte Zeit vorbelastbar ist.