-
Vorrichtung zur Prüfung der Biegeelastizität und -festigkeit von stabförmigen
Gegenständen, insbesondere Nadeln
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung
zur Prufung der Biegeelastizität und -festigkeit von stabförmigen Gegenständen,
insbesondere Nadeln.
-
Bei der Benutzung von Nadeln und insbesondere Nähmaschinennadeln
wird deren Schaft vielfach hohen Biegebeanspruchungen ausgesetzt. Um diesen Biegelbeanspruchungen
gerecht zu werden, muß die Nadel rille entsprechende Biegeelastizität und -festigkeit
aufweisen.
-
Zur Prüfung der Biegeelastizität uiid -festigkeit von Nadeln werden
diese bisher fast ausschließlich von Hand durchgebogen. Das von der die Prüfung
ausführenden Person festgestellte und beurteilte Verhalten der Nadeln dient dann
als Bewertungsgrundlage für deren Biegeelastizität und -festigkeit.
-
Dieses Verfahren reicht jedoch, was Zuverlässigkeit und Exaktheit
der Beurteilung anbetrifft, für die praktisch bestehenden Anforderungen nicht aus.
-
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht dagegeii die Möglichkeit
einer exakten Niessung der Biegeelastizität und -festigkeit von Nadeln od. dgl.
stabförmigen Gegenständen. Die hierzu dienende Vorrichtung weist erfindungsgemäß
eine zwangsläufig drehbare Welle mit einer an dieser starr 1 befestigten. eine NVinkeleinteilung
tragenden Skala (Gradskala) auf. Das Winkelmaß der Drehung der Welle wird dabei
von der Gradskala in Verbindung mit einer festen Marke angezeigt. Des weiteren weist
die Vorrichtung nach der Erfindung
einen an der Welle in beliebiger
Winkelstellung befestigbaren, mit Mitteln zur radialen Einspannung des zu prüfenden
Gegenstandes versehenen Körper auf und ist mit einem frei auf der Welle schwenkbaren
Pendelhebel versehen, von welchem ein Arm mit einem Belastungsgewicht sowie einer
gegen den zu prüfenden Gegenstand zur Anlage kommenden Schneide versehen ist und
an seinem Ende einen die Gradskala bei entsprechender Stellung derselben überstreichenden
Zeiger aufweist.
-
In den Zeichnungen ist die Vorrichtung nach der Erfindung in einem
Ausführungsbeispiel veranschaulicht. Es zeigt Abb. I die Vorrichtung mit einer zur
Prüfung eingespannten Nadel in Vorderansicht bei Nullstellung der Welle und des
Pendelhebels, Abb. 2 die Vorrichtung nach Abb. 1 in Seitenansicht, Abb. 3 die Vorrichtung
mit einer zur Prüfung eingespannten Nadel in Vorderansicht bei um einen bestimmten
Winkel gedrehter Stellung der Welle und ausgeschwenktem Pendelhebel.
-
Auf einer Bodenplatte 10 ist ein Gehäuse 1 1 befestigt. Im oberen
Teil dieses Gehäuses 11 lagert eine Welle I2, welche über einen innerhalb des Gehäuses
i i befindlichen Schneckentrieb mittels des Handrades I3 zwangsläufig gedreht werden
kann.
-
Am Ende des aus dem Gehäuse 1 1 herausragenden Teiles 12a der Welle
12 ist der die Nadel 14 mit Bezug auf die Welle I2 radial eingespannt haltende Körper
15 angeordnet. Die Nadel 14 lagert dabei mit ihrem Kolben 14a in einer Bohrung des
Teiles 15a dieses Körpers I5, während ihr Schaft 14b frei aus dieser Bohrung herausragt.
Durch eine mit ihrem Ende gegen den Kolben 14a der Nadel 14 zur Anlage kommende
Schraube 15b wird die Nadel 14 eingespannt gehalten. Der zur Befestigung an der
Welle 12 dienende Teil 15c des die Nadel 14 haltenden Körpers 15 ist schellenartig
ausgebildet und mit einer Befestigungsschraube I5d versehen. Hierdurch ist eine
Befestigung des Körpers 15 und damit der Nadel 14 in jeder gewünschten Winkelstellung
mit Bezug auf die Welle 12 möglich. Nach Befestigung bewegt sich der Körper 15 und
mit diesem die Nadel 14 bei Drehung der Welle I2 zwangsläufig mit.
-
Hinter dem die Nadel 14 haltenden Körper I5 ist frei schwenkbar auf
der Welle derPendelhebel i6 vorgesehen. An dem unterenArm I6a dieses Pendelhebels
I6 ist eine Schneide I7 angeordnet, welche gegen den Schaft 14b der Nadel 14 zur
Anlage kommt. Die Anordnung der Schneide I7 an dem Arm 16a ist dabei derart, daß
deren Abstand von der Welle 12 verändert werden kann. Ebenfalls an deren Arm 16a
ist das Belastungsgewicht I8 lösbar befestigt. An dem Ende des Armes 16a ist ein
Zeiger 19 angebracht und zum Ausgleich des Gewichtes des Hebelarmes 16a ausschließlich
des Belastungsgewichtes I8 an dem anderen Arm 16b des Pendelhebels 76 ein Gegengewicht
20 befestigt.
-
Im Anschluß an diesen Pendelhebel 16 sind an dem aus dem Gehäuse
1 1 herausragenden Teil der Welle 12 Schenkel 21 starr befestigt. Diese Schenkel
21 tragen an ihren äußeren Enden ein konzentrisch um die Welle 12 angeordnetes Kreisringstück
22, welches mit einer Winkelgradeinteilung von 90° versehen ist (Gradskala). I)er
an dem Ende des Armes 1öa des Pendelhebels 16 angeordnete Zeiger 19 liegt vor dieser
Gradskala 22 und überstreicht diesell>e bei entsprechender Stellung dieser beiden
Teile zueinander. Auf dem Fuß 1 1a des Gehäuses 1 1 ist eine Marke 23 angeordnet,
deren Spitze 23a ebenfalls vor der Gradskala 22 liegt. Bei senkrechtem Hang des
Pendelhebels 16 befindet sich der an dessen Arm Ifla befestigte Zeiger 19 iii Übereinstimmung
mit der Sl>itze 23a der Marke 23. Bei Drehung der Welle 12 zeigt diese Nlarke
23 in Verbindung mit der Gradskala 22 das Winkelmaß. um welches die Welle I2 gedreht
wurde, an.
-
Um die Vorrichtung in ihrer Stellung einjustieren zu können, sind
unter der Bodenplatte 10 drei verstellbare Füße 24 und auf dem Fuß 11a des Gehäuses
II eine zur Kontrolle dienende Libelle 25 angebracht.
-
Zur Prüfung einer Nadel 14 wird die Welle 12 mitels des Handrades
13 so lange gedreht, bis 0° der Gradskala 22 mit der Sl)itze 23a der Marke 23 sowie
dem Zeiger 19 des Pendelhebels I6 in Uhereinstimmung liegt. Alsdann wird die zu
prüfende Nadel 14 mit ihrem Kolben 14a in die Bohrung des Körpers 1 5a eingesetzt
und mit der Schraube @5b eingespannt. Sofern der Körper 15 sich nicht bereits auf
der Welle 12 befindet. wird er dann mit seinem schellenartigen Teil 15c auf diese
aufgesetzt und so lange gedreht, bis der Schaft 14b der Nadel 14 gegen die an dem
Pendelhebel t6 angeordnete Schneide I7 anliegt. In dieser Stellung wird der Körper
15 mit der Nadel 14 an der Welle I2 befestigt. Zur Belastung der Nadel 14 wird im
Anschluß daran die Welle 12 mittels des Handrades I3 in der Richtung zunehmender
Werte der Gradskala 22 gedreht, beispielsweise wie in Abb. 3 dargestellt um 60°,
was an der festen Marke 23 abzulesen ist.
-
Bei der Drehung der Welle I2 wird der Pendelhebel I6 von der Nadel
14 mitgenommen und schwenkt dadurch aus. Unter der hierbei auftretenden Belastung
verhiegt sich die Nadel 14. Dies drückt sich in einer Abweichung des Pendelhebels
I6 von der Nullstellung der Gradskala 1a aus. In dem in Abb. 3 dargestellten Beispiel
beträgt diese Abweichung und damit der Biegewinkel der Nadel 14 beispielsweise 5°,
und der Ausschwenkwinkel des Pendelarmes I6 mit Bezug auf die feste Marke 23 ergibt
sich zu 55°. Unter Berücksichtigung des Abstandes der Achse der Welle 12 zur Schneide
I7 und zu dem Belastungsgewicht I8, der Größe des Belastungsgewichtes t8 und des
Ausschwenkwinkels des Pendelarmes 16 kann unter Zuhilfenahme trigonometrischer Funktionen
die Biegebelastung der Nadel 14 und daraus in Verbindung mit deren Biegewinkel die
Biegeelastizität der Nadel 14 berechnet werden. In der Praxis werden hierzu geeignete
Tabellen verwendet, aus welchen die Biegeelastizität einer Nadel bei gegebenen Werten
unmittelbar abgelesen werden kann. Nach erfolgter Aufnahme der Werte wird die Welle
wieder zurück-
gedreht l>is o ihrer Gradskala 22 der Zeiger 19
des Pendelhebels 16 und die Spitze 23a der festen Marke 23 wieder in Übereinstimmung
liegen. Hat die Nadel 14 keine plastische Verbiegung erlitten, was ebenfalls gefordert
wird, so kommen die Zeiger 19 des Pendelhebels 16, @@ der Gradskala 22 und die Spitze
23a der festen Marke 23 gleichzeitig in übereinstimmende Lage. Liegt dagegen eine
plastatische Verbiegung der Nadel 14 vor. so wird der Zeiger 19 des Pendellhebels
16 vor @@ der Gradskala 22 mit der Spitze 23a der festen Marke 23 in übereinstimmende
Lage kommen. Das Maß der plastischen Verbiegung ist dabei in Verbindung mit der
Marke 23 unmittelbar an der Gradskala 22 abzulesen.
-
Soll die Biegefestigkeit einer Nadel 14 untersucht werden, so wird
durch Drehen der Welle 12 die Belastung der Nadel 14 stetig so lange erhöht, bis
sie abbricht. Dabei pendelt der Hebel 16 durch.
-
Aus den bei Eintreten des Bruches vorliegenden Werten wird dann, wie
bereits beschrieben, vorzugsweise unter Verwendung von Tabellen die Biegefestigkeit
der Nadel errechnet.
-
Mit der Vorrichtung kann daher in einfachster Weise die Biegefestigkeit
und -elastizität von Nadeln u. dgl. stabförmigen Gegenständen ermittelt werden.