DE566382C

DE566382C - Device for testing the elongation processes in fibers, yarns and band-shaped areas

Info

Publication number: DE566382C
Application number: DE1931566382D
Authority: DE
Original assignee: DEUTSCHES FORSCHUNGS INST fur
Current assignee: DEUTSCHES FORSCHUNGS INST fur
Priority date: 1931-01-01
Filing date: 1931-01-01
Publication date: 1932-12-17

Description

Vorrichtung zum Prüfen der Dehnungsvorgänge bei Fasern, Garnen und bandförmigen Flächengebilden Die neuzeitliche Entwicklung der Textilindustrie, auch der Papier- und Filmindustrie, bringt es mit sich, daß man der Dehnbarkeit der Ausgangsstoffe und der Erzeugnisse besondere Aufmerksamkeit schenken muß. Während man sich bisher meist mit der Prüfung und Feststellung der sogenannten Bruchdehnung begnügte, .d. h. mit der Dehnung, die ein Material bei der Belastung bis zum Bruch zeigt, hat sich ein näheres Eingehen auf die Dehnungseigenschaften, die während der Verarbeitung und beim Gebrauch in Frage kommen, als erforderlich herausgestellt.Device for testing the elongation processes in fibers, yarns and ribbon-shaped flat structures The modern development of the textile industry, too the paper and film industry, it means that one of the extensibility of the starting materials and pay special attention to the product. While you are so far mostly content with testing and determining the so-called elongation at break, .d. H. with the elongation that a material exhibits when loaded to break a closer look at the elongation properties that occur during processing and come into question in use, identified as necessary.

Zu diesem Zweck sind sowohl für Einzelfasern, Garne und Zwirne, als auch für schmale Bänder und Gewebeabschnitte, Filzabschnitte, Papier- und Filmstreifen bei nicht bis zum Bruch gehender Belastung alle Dehnungsvorgänge, besonders die Unterschiede zwischen elastischer und bleibender Dehnung, ferner die Ermüdungserscheinungen bei wiederholter Be- und Entlastung innerhalb beliebiger einstellbarer Grenzen zu untersuchen und graphisch aufzuzeichnen. Man kann die Belastung aber auch bis zum Bruch treiben und so die Gesamtbruchdehnung und die Reißfestigkeit feststellen.For this purpose, both single fibers, yarns and twisted threads, as also for narrow tapes and fabric sections, felt sections, paper and film strips if the load does not go to break, all stretching processes, especially those Differences between elastic and permanent elongation, as well as the symptoms of fatigue with repeated loading and unloading within any adjustable limits examine and graphically record. But you can also reduce the load up to Drive breakage and thus determine the total elongation at break and tear strength.

Auf eine Vorrichtung zur Ausführnug derartiger Versuche bezieht sich die Erfindung. Es gibt zwar bereits mehrere solcher Apparate, und auch die einzelnen Elemente der vorliegenden Erfindung sind zum großen Teil bekannt, jedoch sind alle diese Anordnungen viel zu kompliziert und deshalb zu kostspielig und enthalten nicht das Wesentliche der Erfindung, nämlich auf möglichst einfache und doch genaue und sichere Weise das Gewünschte zu erreichen.Refer to an apparatus for carrying out such experiments The invention. There are already several such devices, and also the individual ones Elements of the present invention are in large part known, but all are these arrangements are far too complicated and therefore too costly and not include the essence of the invention, namely to be as simple as possible and yet accurate and safe way to achieve what you want.

Erfindungsgemäß wird der Kolben, der in bei Materialprüfmaschinen bekannter Weise die Belastungszu- und -abnahme durch den Druck auf eine Flüssigkeit erzeugt, bei der wie üblich nach Art einer Waage gebauten Vorrichtung in an sich bekannter Weise zugleich mit dem Schreibblatt zum Aufzeichnen des Versuchsergebnisses fest verbunden, so daß die Belastung des Prüflings von einer senkrecht nach unten, die Entlastung von einer ebenso nach oben verlaufenden BewegungdesSchreibblattes begleitet ist, die in einem festen Verhältnis zu dein Fortschreiten der Be- oder Entlastung steht und, wie bei den bekannten Apparaten, durch eine waagerecht an dem unteren Ende der Waagenzunge angebrachte Schreibvorrichtung aufgezeichnet wird.According to the invention, the piston, which is used in materials testing machines known way the load increase and decrease due to the pressure on a liquid generated, in the case of the device built in itself as usual in the manner of a scale known way at the same time with the writing sheet for recording the test result firmly connected so that the load on the test object is from a vertical downward, the relief of an equally upward movement of the writing sheet is accompanied, which is in a fixed proportion to your progression of the or Relief is available and, as with the known devices, by a horizontal the writing device attached to the lower end of the scale tongue is recorded.

Die Belastungsflüssigkeit kann Wasser oder auch eine leichtere oder schwerere Flüssigkeit sein; das Schreibblatt kann aus gewöhnlichem Papier bestehen, dann wird mit einer der üblichen Schreibvorrichtungen gezeichnet, oder es kann berußtes oder sonst präpariertes Papier sein, daß mit einer Nadel beschrieben wird. Solche Papiere können entweder auf einem Rahmen frei aufgehängt sein, um möglichst wenig Reibung beim Schreiben zu veranlassen, öder sie können auf einer Hintergrundplatte aufgespannt werden oder als abrollbarer Streifen wie das Band einer Schreibmaschine ausgebildet sein. In letzteren Fällen, also wenn das Schreibblatt sich auf einer festen Hinterlage befindet, sorgt man bei der Schreibvorrichtung durch eine Hebel- oder Federvorrichtung dafür, daß nur so viel Druck von der Nadel, dem Schreibstift oder der Schreibfeder auf das Papier ausgeübt wird, als zum Schreiben eben nötig ist.The loading fluid can be water or a lighter one be heavier liquid; the writing sheet can consist of ordinary paper, then it is drawn with one of the usual writing devices, or it can be sooty or otherwise prepared paper that is written on with a needle will. Such papers can either be freely hung on a frame, as far as possible to induce little friction when writing, or they can on a background plate be stretched or as unrollable strips like the tape of a typewriter be trained. In the latter cases, i.e. when the writing sheet is on a the writing device is provided with a lever or spring device so that only so much pressure from the needle, the pen or the pen is exerted on the paper than is necessary for writing is.

Die nachfolgenden Beispiele sollen Ausführungsformen der Erfindung geben, ohne in den Einzelheiten maßgeblich zu sein.The following examples are intended to implement the invention without being authoritative in the details.

Abb.I und 1I sind schematische Ansichten, Abb.III ist eine schematische Draufsichtzeichnung der Vorrichtung. Abb. I zeigt den Waagebalken i mit seitlich angebrachten Teilkreisschienen 2, 3, an denen Stahlbänder .4, 5 befestigt sind, wodurch eine stets senkrechte Aufundabbewegung des Gefäßes 6 und der Klemme 7 gewährleistet wird. Der Waagebalken ruht auf dem Ständer 8, in dessen Innerem die Waagensäule beweglich ist, so daß der auf einer Schneide auf letzterer ruhende Waagebalken durch die Arretierungsvorrichtung 9, die absichtlich seitwärts angeordnet ist, ausgelöst werden kann, wie dies aus der Abb.III hervorgeht. An dem Waagebalken befindet sich die Zunge io, die, um die Dehnung vergrößert aufzeichnen zu können, länger ist als der halbe Waagebalken i ; in der Zeichnung ist die Vergrößerung etwa i : 3. Am linken Ende des Waagebalkens i ist das Gefäß 6 aufgehängt, das. am Boden in der Mitte eine Vertiefung hat, so daß das Flüssigkeitszuführungsrohr i i stets unter der Flüssigkeit gehalten werden kann. Die Flüssigkeit wird dem Gefäß 6 durch die Leitung i i von einem oben offenen Zylinder 12 aus zugeführt, der so ausgebildet ist, daß der Kolben 13 vor Beginn des Versuchs oben in dem mit Flüssigkeit gefüllten Zylinder 12 steht. Die Kolbenstange 14 trägt an einer mit ihr fest v erbundenen waagerechten Stange 15 das Schreibblatt 16. Die Kolbenstange 14 ist in ihrem unteren Teil mit einem Schraubengewfinde versehen, so daß sie durch die Drehvorrichtung 17 oder durch einen « Motor o. dgl. ab- und aufwärts bewegt werden kann. Am rechten Ende des Waagebalkens i hängt die Klemme 7, außerdem das Gewicht 18, das das Leergewicht des Gefäßes 6 kompensiert. Zwischen der mit der Waage beweglichen Klemme 7 und der auf dem Halter 22 festsitzenden Klemme i9 wird der Prüfling 2o eingespannt. Der Halter 22 kann auch so eingerichtet sein, daß man ihn verlängern oder verkürzen kann, je nach der gewünschten Einspannlänge. Waage i, io, Halter 22, Auslösevorrichtung9 und Zylinder i2 nebst Antriebsvorrichtung 17 sind auf einem geeigneten Gestell 21 fest aufmontiert, das in Abb.I und III mit Strichpunktlinien angedeutet ist. Die Stange 15 kann sich, wie aus Abb. III hervorgeht, vor diesem Gestell frei auf und ab bewegen untl mit ihr das Schreibblatt 16. Um schreiben zu können, ist die Waagezunge .nach vorwärts verlegt, wie dies auf Abb. III bei io angedeutet ist.Fig.I and 1I are schematic views, Fig.III is a schematic Top view drawing of the device. Fig. I shows the balance beam i with sideways attached pitch circle rails 2, 3, to which steel straps .4, 5 are attached, whereby an always vertical up and down movement of the vessel 6 and the clamp 7 is guaranteed will. The balance beam rests on the stand 8, inside which the balance column is movable, so that the balance beam resting on a cutting edge on the latter through the locking device 9, which is intentionally arranged sideways, triggered can be, as can be seen from Fig. III. On the balance beam is the tongue io, which is longer than half the balance beam i; in the drawing the magnification is about i: 3. On the left At the end of the balance beam i, the vessel 6 is suspended, the one on the bottom in the middle Has recess so that the liquid supply pipe i i is always under the liquid can be held. The liquid is the vessel 6 through the line i i of an open top cylinder 12 supplied from which is formed so that the piston 13 is at the top of the cylinder 12 filled with liquid before the start of the experiment. The piston rod 14 carries on a horizontal rod firmly connected to it 15 the writing sheet 16. The piston rod 14 is in its lower part with a Screw threads provided so that they can be by the rotating device 17 or by a «Motor o. The like. Can be moved down and up. At the right end of the balance beam i hangs the clamp 7, as well as the weight 18, which is the empty weight of the vessel 6 compensated. Between the clamp 7, which is movable with the scale, and the clamp on the holder 22 tight clamp i9 the test object 2o is clamped. The holder 22 can also be arranged in such a way that it can be lengthened or shortened, depending on the desired clamping length. Scale i, io, holder 22, release device 9 and cylinder i2 together with the drive device 17 are firmly mounted on a suitable frame 21, which is indicated in Fig. I and III with dash-dotted lines. The rod 15 can be As can be seen from Fig. III, move freely up and down in front of this frame and with her writing sheet 16. In order to be able to write, the tongue of the scales is forward relocated, as indicated in Fig. III at io.

Bewegt man nun ,den Kolben 13 durch den Antrieb 17 nach unten, ohne die Waage auszulösen, so zeichnet die Schreibvorrichtung auf dem Blatt 16 die Senkrechte a, wie es die vergrößerte Abb. IV des Blattes 16 zeigt. Diese Linie bildet den Maßstab für die Belastung. Einen solchen Maßstab kann man auch dauernd an dem Rahmen anbringen, der das Blatt r6 trägt. Entlastet man wieder durch Aufwärtsbewegung des Kolbens, bis nur noch ein kleines Übergewicht in dem Gefäß 6 vorhanden ist, und löst dann die Waage aus, ehe man den Prüfling eingespannt hat, so zeichnet die Schreibvorrichtung die Linie b auf das Blatt 16 (Abb. IV), die eigentlich eine Kreislinie ist, aber eine nur geringe Abweichung von der Geraden aufweist. In Abb. IV z. B., die etwa der halben natürlichen Größe des Schreibblattes entspricht, würde der Radius des Kreises ungefähr So cm lang sein. Nach dieser Vorbereitung des Schreibblattes, und wenn der Kolben wieder ganz oben im Zylinder steht, wie in Abb. I, im Gefäß 6 also nur noch in der unteren Vertiefung etwas Flüssigkeit vorhanden ist, wird die Waage wieder arretiert und der Prüfling 2o eingespannt. Die- Waage wird ausgelöst, und man beginnt zu belasten. Nach einiger Zeit wird sich .der in Abb.II dargestellte Zustand ergeben: Der Kolben 13 hat sich gesenkt, ein Teil der Flüssigkeit ist durch die Leitung i i in das Gefäß 6 gedrückt worden, hat dieses belastet, wodurch der Prüfling 2o sich gedehnt hat, was die Schreibvorrichtung veranlaßt hat, die Kurve b auf das Blatt 16 zu zeichnen. Entlastet man wieder, so bewegt sich das Blatt 16 nach aufwärts, die Waage geht zurück, und die Feder zeichnet die Kurve c (Abt. IV), deren Endpunkt e jetzt aber nicht mehr mit dem Anfangspunkt d zusammenfällt, wenn der Prüfling nicht, wie z. B. guter Gummi, absolut elastisch ist. Wir haben also jetzt die der Länge a entsprechende Belastung und die der Länge f bzw. b entsprechende Gesamtdehnung, deren - Anteil d bis e - g, die bleibende Dehnung darstellt. Es ist also b die gesamte, g die bleibende und b -g die elastische Dehnung.If one now moves the piston 13 downward by the drive 17 without triggering the balance, the writing device draws the vertical line a on the sheet 16, as shown in the enlarged Fig. IV of the sheet 16. This line is the measure of the load. Such a rule can also be permanently attached to the frame that supports the sheet r6. If the pressure is relieved again by moving the piston upwards until there is only a small excess weight in the vessel 6, and then the scales are released before the test specimen has been clamped, the writing device draws line b on sheet 16 (Fig. IV ), which is actually a circular line, but only deviates slightly from the straight line. In Fig. IV z. B., which corresponds to about half the natural size of the writing sheet, the radius of the circle would be about one inch long. After this preparation of the writing sheet, and when the piston is again at the top of the cylinder, as in Fig. I, so there is only a little liquid in the lower recess in the vessel 6, the balance is locked again and the test item is clamped in place. The balance is triggered and you start to load. After some time, the state shown in Fig. II will result: the piston 13 has lowered, part of the liquid has been pressed through the line ii into the vessel 6, has loaded it, whereby the test specimen has expanded, which has caused the writing device to draw curve b on sheet 16. If the load is relieved again, the sheet 16 moves upwards, the scales go back, and the spring draws the curve c (Section IV), the end point e of which no longer coincides with the starting point d if the test object does not, as z. B. good rubber, is absolutely elastic. We now have the load corresponding to the length a and the total elongation corresponding to the length f or b , the - part d to e - g of which represents the permanent elongation. So it is b the total, g the permanent and b -g the elastic elongation.

Nach Maßgabe des Verhältnisses: halber Waagebalken zu Zungenlänge lassen sich diese Dehnungsarten in ihrem prozentualen Verhältnis zur Einspannlänge des Prüflings berechnen.According to the ratio: half the balance beam to the tongue length these types of elongation can be shown in their percentage ratio to the clamping length of the test item.

Statt des in Abb.I und II dargestellten Zylinderkolbens kann man, um von der Zuverlässigkeit von Dichtungen und Verdunstung der Flüssigkeit unabhängiger zu sein, auch eine Vorrichtung nach Abb. V benutzen, wo in dem oben geschlossenen Gefäß 23 ein Kolben 24 geführt wird, dessen Auf- und Abwärtsbewegungen dieselben Wirkungen haben, wie sie in Beispiel A beschrieben wurden.Instead of the cylinder piston shown in Figures I and II, one can to be more independent of the reliability of seals and evaporation of the liquid to be, also use a device according to Fig. V, where in the one closed above Vessel 23 a piston 24 is guided, the upward and downward movements of which are the same Have effects as described in Example A.

Claims

PATENT CLAIM: Device for testing the elongation processes in fibers, Yarns and sheet-like structures in the form of a liquid weight type set up scales, characterized in that the loading liquid either pushing over into the loading vessel or sucking back out of it Piston is firmly connected to a writing sheet on which in a known manner the writing device located at the end of the balance tongue in the vertical direction represents the load and the horizontal elongation.