DE679189C - Verfahren zum gleichzeitigen Bestimmen der Biegesteifigkeit und Biegeelastizitaet von Papieren, Pappen, Filmen, Folien, Furnieren, Textilien, Riemen, Seilen u. dgl. - Google Patents

Description

• Verfahren zum gleichzeitigen Bestimmen der Biegesteifigkeit und Biegeelastizität von Papieren, Pappen, Filmen, Folien, Furnieren, Textilien, Riemen, Seilen u. dgl.
• Bei den bekannten Verfahren und Geräten zum Bestimmen der Biegesteifigkeit und Biegeelastizität von Papieren, Pappen, Filmen, Folien, Furnieren, Textilien, Riemen, Seilen u. dgl. erhält man eine Wertangabe für diese beiden technologischen Eigenschaften fast stets rein empirisch. Dabei wird nie die Biegesteifigkeit selbst, sondern immer nur eine sie indirekt beschreibende Größe angegeben. Ferner ist herbei der Biegevorgang physikalisch meist schwer zu überblicken und mathematisch nur mangelhaft zu deuten, so daß der Meßwert in seiner Beziehung zu iler wirklichen Biegesteifigkeit erst einen Sinn erhält, wenn das Prüfverfahren in allen Einzelheiten jeweils mit angegeben wird. Bei diesen Verfahren und Geräten kann der Meßwert nicht in der exakten Dimension einer physikalischen Kenngröße der Biegesteifigkeit genannt werden, er trägt vielmehr irgendeine andere, von dem jeweiligen Meßverfahren abhängige Bezeichnung. Die mit den verschiedenen Verfahren und Geräten erzielbaren Meßwerte sind deshalb nicht miteinander vergleichbar. Auch bei ein und demselben Gerät vermag man die Werte nur dann mit einander zu vergleichen, wenn sie sich auf die Prüfung von Material gleicher Dicke beziehen. Hat man es mit verschiedenen Dicken zu tun, so ist nicht erslclrtlich, ob die Unterschiede der Meßwerte lediglich auf der Form-, also der Dickenverschiedenheit, oder auf einer wirklichen Steifigkeitsverschiedenheit des Materials beruhen. Dabei erlauben z. B. die auf dem Gebiete der Papierprüfung vorhandenen Geräte samt und sonders nur die Beherrschung eng begrenzter Dickenbereiche. Bei manchen Geräten wird das Material bei dem Prüfvorgang nur so schwach gebogen, daß die im Material schon vorhandenen Krümmungen und Wellen den Meßwert fälschen können. Fast immer übt die Reibung in den Gelenken und I. agern des Prüfgerätes eine Fehlenvirkung aus.
• Ferner ist zu ernvähnen, daß die Wertangabe häufig subjektiven Einflüssen unterliegt, etalta dadurch, daß der Biegevorgang von verschiedenen Beobachtern verschieden rasch -durchgeführt wird. In keinem Falle endlich ist es möglich, die beiden Eigenschaften der Biegesteifigkeit und der Biegeelastizität in einem einzigen Arbeitsgang, dabei aber getrennt zu erfassen.
• Durch das erfindungsgemäße Verfahren, das eine gleichzeitige Messung der Biegesteifigkeit und Biegeelastizität der eingangs genannten Gebilde ermöglicht, werden die vorstehend aufgezeigten, den bekannten Verfahren anhaftenden Nachteile vermieden.
• Die Erfindung besteht darin, daß ein Probestreifen des zu prüfenden Materials an seinem einen Ende um einen liErümmungsradius von solcher Größe aufgerollt und an seinem anderen Ende einer solchen Zugkraft ausgesetzt wird, daß die dabei entstehende Biegebeanspruchung des Prüflinge an dessen Außenfläche bei einem gleichbleibenden und vorausbestimmten, sich nach der Art des jeweiligen zu prüfenden Materials richtenden Dehnungsbetrag erfolgt und daß der sich beim Zusammenrollen des einen Prüflingsendes einstellende Hebelarm als Maß für die Biegesteifigkeit und der sich beim Zurückrollen dieses Prüflingsendes einstellende Hebelarm als Maß für die Biegeelastizitit des zu prüfenden Materials dient. Durch diese Bedingmg der Dehnungskonstanz ist die Proportionalität zwischen Materialdicke und Krümmungsradius gesichert. Dadurch gelangt man zu einer von der Dicke unabhängigen, die Steifigkeit des Materials an sich kennzeichnenden Messung. Diese Messung ist nicht empirisch. Sie baut sich vielmehr auf exakte, mathematisch abgeleitete Formeln auf. Die Meßwerte sind physikalisch scharf definiert.
• An Hand der Abb. 1 sei das erfindungsgemäße Verfahren naher erläutert.
• Ein Prüfstreifen b des zu untersuchenden Materials wird mit seinem einen Ende an einem Zylinder a befestigt und an seinem freien Ende durch eine Kraft P belastet.
• Durch Drehen des Zylinders wird der Streifen aufgerollt. Der Radius p des Zylinders ist so gewählt, daß die Dehnung des Streifens an seiner Oberfläche einen bestimmten Betrag, bei Papieren z. B. stets 2%, annimmt.
• Man kann nun die durch die Steifigkeit des Prüfmaterials hervorgerufene Erhöhung des zum Drehen des Zylinders nötigen Drehmomentes in an sich bekannter Weise z. B. mittels einer Spiralfeder, Torsionswelle u. dgl. messen.
• Das Zuggewicht P ist von einer solchen Größe, daß das Verhältnis dieses Gewichtes zum Krümmungsradius p bei den verschiedenen Materialien jeweils gleich ist. Der Abstand e stellt den die Biegesteifigkeit bzw.
• Biegeelastizität angebenden Hebelarm dar.
• Die Biegeelastizität wird als der beim Entrollen, also beim Zurückdrehen des Zylinders, zurückgewonnene prozentische Anteil der auf gewendeten Biegearbeit bestimmt.
• Bei dem geschilderten Prüfverfahren muß streng genommen für jede-vorhandenNe Materialdicke ein ihr im Durchmesser genau entsprechender Zylinder verwendet werden.
• Da dies praktisch nicht durchführbar ist, kann man so vorgehen, daß man, um mit einer begrenzten Anzahl von Zylindern auszukommen, einen Satz benutzt, innerhalb dessen die Zylinderdurchmesser z. B. eine geometrische Reihe bilden. Aus einer Korrekturtabelle vermag man dann für das Verhältnis zwischen der dem benutzten Zylinderdurchmesser völlig entsprechenden und der wirklichen, davon etwas abweichenden Materialdicke jeweils einen Korrekturfaktor zu entnehmen, mit dem die Meßgröße zu verbessern ist.
• Eine zur Ausführung ~des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete, aber nicht zum Erfindungsgegenstand gehörende Prüfvorrichtung ist in der Abb. 2 dargestellt.
• Die Welle A der Prüfvorrichtung weist eine Konusbohrung auf, die zur Aufnahme der den Krümmungsradius der Prüfstreifen bestimmenden, verschieden dicken Zylinder B dient. Die Zylinder besitzen zum Befestigen des Prüfstreifens einen Schlitz C.
• An den Prüfstreifen wird, am .besten mit einem kleinen Drahtbügel, das Gewicht P angehängt. Genau wie die Durchmesser Ider für die Biegekrümmung maßgebenden Zylinder bilden auch die zugehörigen Gewichte P eine geometrische Reihe. Da mithin das Verhältnis von Gewicht P zumKrümmungsradius p konstant ist,- braucht der bei der Messung abgelesene Abstand e nur mit einer einzigen, aus der bereits erwähnten Korrekturtabelle zu entnehmenden Zahl multipliziert zu werden, damit das Meßergebnis erhalten wird. In dieser Korrekturzahl ist das zum Messen benutzte Gewillt P bereits berücksichtigt. Wichtig ist, daß die Gewichte so gewählt werden, daß ein Zurückschnellen der belasteten Probe (bei zu geringem Gewicht) ebenso vermieden wird wie die Erzeugung eines zu kleinen Abstandes e (bei zu großem Gewicht).
• Der Maßstab D, auf dem der Abstand e abgelesen wird, ist an einer Schublehre E befestigt und läßt sich auf dem diagonalen Lineal F derart verschieben, daß der Nullpunkt des Maßstabes jeweils senkrecht unter der dem Prüfstreifen zugekehrten äußeren Mantellinie des Zylinders liegt. Die Konuswelle A ist durch die Schraube G seitlich verstellbar. Am Fuße der Prüfvorrichtung ist zu deren Ausrichtu, ng eine Libelle angebracht.

Claims (1)

1. P A T E N T A N S P R U C H : Verfahren zum gleichzeitigen Bestimmen der Biegesteifigkeit und Biegeelastizität von Papieren, Pappen, Filmen, Folien, Furnieren, Textilien, Riemen, Seilen u. dgl., dadurch gekennzeichnet, daß ein Probestreifen des zu prüfenden Materials an seinem einen Ende um einen Krümungsradius von solcher Größe aufgerollt und an seinem anderen Ende einer solchen Zugkraft ausgesetzt wird, daß die dabei entstehende Biegebeanspruchung des Prüflings an dessen Außenfläche bei einem gleichbleibenden und vorausbestimmten, sich nach der Art des jeweiligen zu prüfenden Materials richtenden Dlehnungsbetrag erfolgt, und daß der sich beim Zusammenrollen des einen Prüflingsendes einstellende Hebelarm als Maß für die Biegesteifigkeit und der sich beim Zurückrollen dieses Prüflingsendes einstellende Hebelarm als Maß für die Biegeelastizität des zu prüfenden Materials dient.