DE702505C - Vorrichtung zum selbsttaetigen Bestimmen der Streckgrenze an Probestaeben auf elektrischem Wege - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum selbsttätigen Bestimmen der Streckgrenze an Probestäben auf elektrischem Wege Zur genauen Ermittlung der Streckgrenze an Probestäben wird im allgemeinen ein Probestab wiederholt mit steigenden Lastbeträgen so lange belastet und jeweils wieder entlastet, bis die Last so groß geworden ist, daß unter ihrer Einwirkung nach der Entlastung eine mit einem Feinmeßgerät meßbare bleibende Dehnung deutlich festgestellt werden kann. Allgemein wird diese bleibende Dehnung zu 0,20/0 der Meßlänge am Stab gewählt (0,2-Grenze). Meist werden die Laststufen nicht so getroffen, daß eine von ihnen mit der Streckgrenze zusammentrifft; daher ist eine graphische Interpolation üblich.
• Das Verfahren wird so zur wissenschaftlich genauen Ermittlung angewendet; für Gebrauchsprüfungen ist es jedoch zu zeitraubend. In diesen Fällen wird das Spannungs-Dlehnungs-Schaubild durch mechanische Schreibgeräte aufgezeichnet und die Streclcgrenze nachträglich durch eine zeichnerische Auswertung gewonnen. Nur im Sonderfall des Werkstoffes Stahl wird die Streckgrenze durch deutliche Änderungen der Zeigergeschwindigkeit an der Kraftanzeige erkennbar.
• Abb. I stellt das Spannungs-DEelmungs-Schaubild dar, nachdem sowohl nach der wissenschaftlichen Bestimmungsmethode als auch nach der für Gebrauchsprüfungen üblichen Methode die Streckgrenze ermittelt wird. In Richtung F sind die Lasten als Ordinatenwerte und in Richtung E die gemessenen Dehnungen als Abszissenwerte eingetragen. Die Punkte Ht, H2, H3 und H4 geben die D!ehnungswerte bei den steigenden Lastbeträgen an. Die durch diese Punkte und den Koordinatenanfangspunkt hindurchgelegte Kurve verläuft bis A geradlinig. Die Streckgrenze wird aus der erhaltenen Kurve graphisch ermittelt, und zwar als Schnittpunkt D feder Kurve Ht, Ho, H3, 114 und der zu dem Kurventeil OA parallel laufenden Geraden, die von der envähnten Kurve einen schrägen Abstand OB hat, der einer bleibenden Dehnung von 0,2°.'o der Meßlänge entspricht. Bei Gebrauchsprüfungen wird die Kurve OADIG durch ein mechanisches Schreibgerät aufgezeichnet und an ihr die zeichnerische Auswertung gewonnen, indem parallel zu dem geradlinig verlaufenden Teil OA, elastisches Gebiet, der ansteigenden Kurve im Abstand von OB eine Gerade BC gezogen und bis zum Schnitt mit der später gekrümmten Verformungslinie ADO verlängert wird. Die diesem Schnittpunkt Di zugeordnete Spannung ist die Streckgrenze.
• Für Massenprüfungen ist aber auch dieses vereinfachte Verfahren noch zu umständlich, so daß ein Bedürfnis nach einem selbsttätigen und schnellarbeitenden Verfahren besteht.
• Man hat daher schon Einrichtungen geschaffen, bei denen bei einer Gesamtdehnung, die der Streckgrenze entspricht, ein Stromkreis geschlossen und auf diese Weise die Streckgrenze angezeigt wird. Hierbei ist es jedoch notwendig, aus der Erfahrung oder aus Vorversuchen den Betrag der Gesamtdehnung zu kennen. Dieser setzt sich aus einem durch Norm vereinbarten bleibenden Dehnungsbetrag und einem form- und werkstoffabhängigen, elastischen Dehnungsbetrag zusammen; er muß also für jeden neuen Werkstoffs und jeden anderen Stabquersdmitt jedesmal neu bestimmt werden, was die Anwendung solcher Einrichtungen stark ein engt oder ihre Vorteile teihveise wieder aufhebt.
• Durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung, die ohne Rücksicht auf die gleichzeitige elastische Dehnung im Augenblick der erreichten 0,20/0 bleibenden Dehnung einen elektrischen Kontakt schließt und da. durch die Betätigung eines Signals oder eines mechanischen Schreibvorgangs auszulösen vermag, werden die vorstehend aufgeführten Nachteile beseitigt. Die neue Vorrichtung beruht grundsätzlich darauf, daß jede Verfonnungslinie OADG (Abb. I) zu nächst einer elastischen Geraden folgt, deren Neigung zur Dehnungsachse OE von dem Elastizitätsmodul des Verkstoffes und von der Größe des Probenquerschnitts abhängt.
• Die Erfindung die von einer der bekannten Vorrichtungen zum selbständigen Bestimmen der Streckgrenze an Probestäben auf elektrischem Wege ausgeht. besteht darin, daß ein der Spannungs-Dehnungs Linie des zu prüfenden Werkstoffes folgender Stift eine Schiene in die :Bahn des geradlinigen - Teils der Spannun;,s-Dehnungs-Linie hineinbringt und gleichzeitig eine nach dem Parallelogrammpsinzip mit der Schiene beweglich verbundene. im Abstand einer Dehnungszunahme von o.2b der Meßlänge angeordnete Kontaktplatte parallel zu der Schiene ausrichtet und nach Verlassen der Schiene der Spannungs -Dehnungs- Linie weiterfolgt und bei Erreichen der genannten Dehnungszunahme die erwähnte Kontaktplatte berührt und dadurch einen Strom für das Anzeige- oder Schreibgerät schließt.
• Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist in den Abb. 2 bis 4 dargestellt. Abb. 2 ist eine Draufsicht, Abb. 3 ein Schnitt nach der Linie N-N der Abb. 2 und Abb. 4 ein Schnitt in der Achse OE der Abb. 2.
• Die Vorrichtung besteht aus einem Lineal oder einer Schiene S, die in einem bestimmten Punkt, etwa der Achse des Nullpunktes o einer Schreibvorrichtung, mit Hilfe der Achse L-L drehbar gelagert ist, und aus einer zweiten Schiene W, die in der Achse R-R drehbar gelagert ist und sich stets parallel zur Schiene S mit dieser dreht, wobei der Abstand beider Schienen, gemessen parallel zur Abszisse OE, bei der Drehung unverändert bleibt. Auf der Schiene W ist eine Kontaktplatte K angebracht, die senkrecht zur Bewegungsebene, aber parallel zur Schiene S angebracht ist.
• Ein Stift P, der ebenfalls als Kontakt ausgebildet ist und der in einer Führung .M auf der Schiene S läuft und dadurch die Schiene um den Punkt o drehen kann, wird durch Last und Verlängerung relativ zu dieser in der resultierenden Richtung bewegt und folgt der Verformungslinie OAD G.
• Hierdurch wird die Schiene S zunächst in die Richtung des geradlinig verlaufenden Teils OA der Kurve OADO eingestellt. Sie muß so beschaffen sein, daß die Führung nach einer bestimmten Strecke T, die kleiner als OA ist, aufhört und die Schiene auch dann ihre Lage beibehält, wenn der Stift P die Führung S verlassen hat und eine andere Richtung einschlägt. Hat sich nun der Stift P, der Linie OADG folgend, um den Betrag OB von der Richtung OA entfernt, so berührt er die auf der Schiene W angebrachte Kontaktplatte K. I hierdurch wird in dem Augenblick ein Strom geschlossen, in dem der Stift P den Punkt D durchfährt, also die Streckgrenze erreicht ist.
• Von der Berührung an schiebt der Stift P die Kontaktplatte K vor sich her, bis er auf seiner Bahn ADG über das Ende der sich um die Achse R-R drehenden Platte gleit und dadurch außer Eingriff kommt.
• Als Schreibgerät sind ohne Veränderung diejenigen Geräte brauchbar, die die Verformungslinie auf einer Fläche aufzeichnen.
• Dabei ist es unwesentlich, ob von der Möglichkeit der Aufzeichnung der Verformungslinie Gebrauch gemacht wird oder nicht; auch das Vorhandensein von Schreibpapier ist nicht erforderlich. Die übrigen Geräte lassen sich, leicht entsprechend verändern.
• Lediglich die Schließung des Stroms und der zugehörige Spannungswert müssen registriert werden.
• Infolge von Einspannfehlern zeigt die mechanisch aufgezeichnete Verformungsllnie oft zu Anfang eine Anlauflrrümmung, bevor sie in die Hookesche Gerade übergeht.
• Daher empfiehlt es sich, den Stift P so in seinem Halter zu befestigen, daß er die ihm erteilte Bewegung erst von einer Vorlast an mitmacht, bei der dieser Fehler nicht mehr auftritt. Es ist auch möglich, den Drehpunkt der Schiene nicht in die Achse zu legen, sondern um so viel,auf der Hookeschen Geraden zu verschieben, bis diese Fehler vermieden werden. Wird die Bewegung unmittelbar von einem Längenmeßgerät am Stabe aus gesteuert, so tritt dieser Fehler nicht auf.

Claims (1)

1. PATENTANSPUCH: Vorrichtung zum selbsttätigen Bestimmen der Streckgrenze an Probestäben auf elektrischem Wege, dadurch gebern. zeichnet, daß ein der Spannungs-Dlehnungs-Linie des zu prüfenden Werkstoffes folgender Stift (P) eine Schiene (S) in die Bahn des geradlinigen Teils der Spannungs-D1ehnungs-Linie hineinbringt und gleichzeitig eine nach dem Parallelogrammprinzip mit der Schiene (S) beweglich verbundene, im Abstand einer Dehnungszunahme von 0,20/0 der Meßlänge angeordnete Kontaktplatte (K) parallel zu der Schiene (S) ausrichtet und nach Verlassen der Schiene (S) der Spannungs-Dehnungs-Unie weiterfolgt und bei Erreichen der genannten D1ehnungszunahme die Kontaktplatte (K) berührt und dadurch einen Strom für das Anzeige- oder Schreibgerät schließt.