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Einrichtung zum Feststellen der Zerreißfestigkeit, der Dehnung und
der Ermüdungserscheinungen von Einzelfasern, Gespinsten, Zwirnen, Drähten u. dgl.
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In der Textilindustrie finden Zerreißapparate für Fasern, Fäden,
Zwirne und Gewebestreifen Verwendung, bei denen beispielsweise ein Fadenstück bestimmter
Länge mittels Klemmschra.ubFen eingespannt und dann langsam mit zunehmender Kraft
belastet wird, bis der Bruch eintritt. Die Kraft, die den Bruch bewirkte, und die
Dehnung, die das Material his zum Eintreten des Bruches erfahren hat, werden hierbei
angezeigt. Es sind auch Geräte bekannt, die Schreibapparate haben und das Ergebnis
der Prüfung in Kurvenform auftragen.
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Gegenstand der Erfindung ist eine neuartige Zerreißprüfmaschine,
die sich durch einen besondern zweckmäßigen Aufbau auszeichnet und die für hintereinander
erfolgende Prüfungen eine besonders zweckmäßige Aufzeichnung der Vorgänge ermöglicht.
Erfindnngsgemäß findet eine elektrisch arbeitende Vorrichtung Verwendung, die es
ermöglicht, geringste Wegänderungen eines Hebel Systems anzuzeigen, dessen Verlagerung
eine rasch zunehmende Kraft entgegenwirkt. Bei der Erfindung wird das zu prüfende
Material in an sich bekannter Weise zwischen zwei Klemmen eingespannt und einer
wachsenden Zugbeanspruchung ausgesetzt. Das Neue und Erfinderasche besteht im wesentlichen
darin, daß die eine Klemme auf einem federnd auf kleine
Durchbiegungen
eingestellten Hebel in ihrer Entfernung vom Drehpunkt des letzteren verstellbar
angeordnet ist, wobei dem eingespannten Hebel beispielsweise zwei mit Wechselstrom
gespeiste. in einer Meßbrückenanordnung liegende Magnetsysteme gegenübergestellt
sind und de zweite Klemme in an sich bekannter Weise vermittels eines eine Gewindespindel
antreibenden Motors während des Zerreißversuches von der ersten Klemme entfernt
wird.
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In den Abbildungen sind Ausführungsbeispielt des Erfindungsgedankens
veranschanlicht. Bei dem in Äbb. I dargestellten Beispiel ist ein Hebel 1 vorgesehen.
der durch eine Feder 2 fest abgestützt wird. An diesem Hebel wird mittels einer
Klemmvorrichtung 3 das zu untersuchende Fadenstück eingespannt. Der den auf den
Faden auszuübenden Zug vermittelnde Mechanismus 4 mit der Klemmschraube 5 ist in
bekanter Weise aufgebaut.
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Er besteht aus einem besonderen Antriebsmotor, welcher eine Gewindespindel
während des Zerreißversuches langsam nach unten hewegt. Die Abzugsgeschwindigkeit
ist gegebenenfalls nach Art des zu untersuchenden Materials auf den vorgeschriebenen
ÄVer: etnzustellen. Die elektrische Einstellung kann auf verschiedene Weise bewirkt
werden. Es sei auf die Möglichkeit verwiesen, derartige Messungen mit piezoelektrisch-druckempfindlichen
Kristallen vorzunehmen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. 1 sind der eingespannten Feder
2 Magnetsysteme 6 und / gegenübergestellt, die mit Wechselstrom gespeist werden.
Eine Meßbrückenanordnung, bestehend aus dem Transformator 8, den Drosselspulen 9.
10, dem Gleichrichter 11 und dem Meßinstrument 12, gibt Nullstellung des Anzeigeinstrumentes.
iveon sich der als Meßanker dienende Hebel 1 so zwischen den Magneten befindet,
daß die effektiv wirksamen Luftspalte genau gleich groß sind. Wird, dem Zug des
Fadens bei eingeschalteter Abzugsvorrichtung 4 folgend. die Feder 2 des Hebels 1
durchgebogen, dann verändern sich die Luftspalte. Zunehmende Fadenspannung wird
zunehmende Durchbiegung zur Folge haben. Das Instrument 12 zeigt also wachsenden
Ausschlag. Der beim Bruch auftretende Anzeigewert entspricht der Bruchbelastung
und kann in Gramm bzw. Kilogram bestimmt werden. wenn vorher durch entsprechende
Eichung festgestellt ist, zu welchen Belastungen des Hebels 1 entsprechende Anzeigen
des Instrumentes 12 gehören.
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Wichtig ist bei derartigen Prüfungen das Feststellen der Bruchdehnung.
wird die Feder 2. bezogen auf die Zerreißfestigkeit des Materials, genügend kräftig
gewählt und der Abstand der beiden Magnete vom Meßanker sehr klein eingestellt.
dann kann bei den für Textilien üblichen Bruchdehnungen auf eine Berücksichtigung
des Ausschlages des Hebels verzichtet werden. Es ist also lediglich festzustellen,
welchen Weg die Einspannstelle 5 durch Herabdrehen der Spindel bis zum Eintreten
des Fadenbruches zurückgelegt hat.
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NVird an Stelle des Anzeigegerätes 12 gegebenenfalls über eine entsprechende
Verstärkervorrichtung ein Schreibgerät angeschlossen und dessen Papiervorschub auf
einen bestimmten. in der Zeiteinheit gleichbleibenden Betrag eingestellt, dann kann
eine verhältnismäßig einfache Aufzeichnung der Dehnung eriolgeii. Bei gleichbleibender
Bewegung <1er Verstellspindel ist nämlich die Dehnung des zwischen den Klemmen
3 und 5 eingespannten Fadenstückes dem Papiervorschub proportional. Die Anzeige
eines Zerreißvorganges wird von dem Schreibgerät nach der in Abb. 3 dargestellten
Weise erfolgen. Der Längenmaßstab zeigt hierbei die Größe der Bruchdehnung und gleichzeitig
die Zeitdauer des Zerreißversuches, der Höhenmaßstab dagegen die Größe der zum Eruch
des Fadens ertorderlichen Zerreißkraft an. Durch eine besondere Markierungsvorrichtung
kann jeweils auf dem Panierstreifen angegeben werden. wann die Zerreißprüfung beginnt.
Die Markierungsvorrichtung wird dann beispielsweise durch den Schalter für den motorischen
Antrieb der Verstellspindel ausgelöst. Gegebenenfalls kann das Schreibgerät auch
mit einem kleinen Antriebsmotor, zweckmäßig mit einem Synchronmotor, ausgerüstet
werden. Der Papiervorschub setzt dann in dem Moment der Prüfung ein und wird nach
erfolgtem Bruch abgeschaltet.
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Erfindungsgemäß kann das Abschalten des Papiervorschubmotors und
gegebenenfalls auch das Abschalten des Gewindespindelantriebes in der in Abb. 2
veranschaulichten Weise erfolgen, daß zufolge der besonderen Schwenkbarkeit der
Klemme bei b i durch den Prüfling angehobener Klemme 5 mittels eines Kontaktes 13
ein Steuerkreis eines für die beiden Antriebsmotoren vorgeschenen Schützes 14 geschlossen
wird. Die Inbetriebnahme erfolgt durch Betätigen des Druckknopfes 15.
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Bei Fadenbruch fällt die Klemme 5 nach unten, unterbricht durch den
Kontaktkörper 13 den Steuerstromkreis und löst damit das Schaltschütz aus. Das Zurückführen
der Verstellspindel kann ebenfalls der Motor übernehmen.
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Er wird zu dem Zweck mit umgekchrter Drehrichtung wieder eingeschaltet.
Durch Anwenden von polumschaltbaren Wicklungen kann dabei während des Zerreißens
mit kleiner, bei Rückführen dagegen mit großer Geschwindigkeit gearbeitet werden.
Analog der Kontaktanordnung 13 ist das Rückwärtsschütz gegebenenfalls in der oberen
Stellung der
Islemmvorrichtung 5 wieder auszulösen. Die Schaltung
wird zweckmäßigerweise so aufgebaut, daß der Rücklauf des Motors sofort nach erfolgtem
Fadenbruch einsetzt. Damit die Anfangslage genau wieder lerreicht wird, i,st der
Anschlag 16 vorgesehen, der den Rücklaufweg begrenzt. Hiervon kann der Kontaktkörper
für das Rückwärtsschütz wirksam werden. Die Reibungskupplung I7 vermeidet Brüche
durch Nachlaufen der Motorschwungmasse. Die Abschaltvorrichtung kann auch mit der
Rutschkupplung verbunden sein und spricht dann an, sobald die Kupplungsdrehmomente
beim Anlaufen des die Klemme 5 tragenden Winkelhebels gegen den Anschlag I6 einen
bestimmten Wert überschreiten.
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Um die Zerreißprüfmaschine für verschiedene Fadenzüge, d. h. für
verschiedene Kraftmeßbereiche, verwendbar zu machen, kann das Hebelsystem I, 2 mit
der Klemme 3 und den Magnetsystemen 6 und 7 verschiebbar angeordnet sein. Die Klemme
3 wird dann in andere Stellen 3a, 3b des Hebels I eingeschraubt. Der die Durchb.iegung
der Feder 2 bewirkende Hebelarm wird dadurch verschieden groß, so daß zur gleichen
Anzeige unterschiedlich große Fadenzüge des zwischen den Klemmen 3 und 5 eingespannten
Fadenstückes erforderlich werden.
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Die erfindungsgemäße Meßanordnung kann auch zu Ermüdungsprüfungen
Verwendung finden. Es ist dabei gleichgültig, ob die in Abb. I gezeigte magnetische
Meßanordnung oder irgendeine andere elektrische Anzeigevorrichtung, die ebenfalls
auf kleine Durch biegungen vorhandener Hebelsysteme anspricht, zur Verwendung kommt.
An Stelle der Abzugvorrichtung 4 findet jetzt eine in Abb. 4 veranschaulichte Schwingvorrichtung
Verwendung. Das eingespannte Fadenstück wird hierbei immer um einen bestimmten,
unter der normalen Bruchdehnung liegenden Betrag in rascher Folge verzogen. In dem
Ausführungsbeispiel nach Abb. 4 ist zu diesem Zweck ein Antriebsmotor r8 mit einer
Kurbel 19 vorgesehen, der den Hebel 20, an dem der zu prüfende Faden wieder mittels
einer Klemme 5 eingespannt wird, in Aufundabschwingung versetzt. Die Größe des Hubs
ist dabei durch Änderung der Hebellängen oder durch Veränderung des wirksamen Hebelarmes
der Kurbel 19 zu regeln. Die Art der hierdurch zu erhaltenden Diagramme ist in den
Abb. 5 a und 5 b dargestellt, Beim raschen Aufundabschwingen des Hebelsystems wird
das Schreibgerät den Ausschwingungen nicht voll folgen können. Es ergibt sich dann
der in Abb. 5 a gezeigte Linienzug. Mittels geeigneter Dämpfungseinrichtungen, z.
B. Kondensatoranordnungen hinter dem Verstärker, kann gegebenenfalls auch eine Mittelwerte
ergebende Anzeige, wie in Abb. 5 b dargestellt, erzielt werden. Eine solche Prüfung
gibt interessante Einblick in das Verhalten verschiedener Fadenstücke und ist als
wertvolle Ergänzung einer Zerreißprüfung anzusehen.
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PATENTANSPSTÜCHE 1 Einrichtung zum Feststellen der Zerreißfestigkeit,
der Dehnung und der Ermüdungserscheinungen von Einzelfasern, Gespinsten, Zwirnen,
Drähten u. dgl., bei der das zu prüfende Material zwischen zwei Klemmen eingespannt
und einer wachs enden Zugbeanspruchung ausgesetzt wird, gekennzeichnet durch einen
die eine Klemme (3) tragenden federnden und auf kleine Durchbiegungen eingestellten
Hebel (1) und durch elektrische Meßanordnungen für die Durchbiegung dieses Hebels
bei der Zugbeanspruchung des Prüflings bzw. für die dadurch entstehenden Zugkräfte.
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2. Einrichtung nach A?lspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß der
Meßhebel (I) als magnetischer Anker zweier in Meßbrückenanordnung mit Wechselstrom
gespeister Magnete dient, damit in bekannter Weise durch Vergleich der beizen Erregerströme
die Größe der sich mit der Durchbiegung ändernden Luftspalte gemessen werden kann.