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Vorrichtung zur Messung der Dehnung von Gummi u. dgl.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Messung der Dehnung
unter Spannung einer Probe aus Gummi od. dgl. und besonders auf einen solchen Dehnungsmesser
zur Verwendung mit Gummihanteln oder Streifenproben, wie sie in einer Schopper-Dehnungsprüfmaschine
verwendet werden.
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Das gewöhnlich zur Messung des Dehnungsvermögens von Gummi angewandte
Verfahren besteht darin, daß eine geeignet geformte Probe, wie die sog. Hanteln,
einer ständig steigenden Spannung ausgesetzt wird und die maximal erreichte Spannung
aufgezeichnet wird, bevor die Probe reißt. Es wurden auch Versuche gemacht, die
Dehnung der Probe unter Belastung zu beobachten, indem das Anwachsen des Zwischenraumes
zwischen zwei Punkten der Probe gemessen wurde. Die Messung und Aufzeichnung des
Zwischenraumzuwachses hat sich indessen als schwierig herausgestellt durch die Biegsamkeit
der Probe und durch die Tatsache, daß keiner der Punkte auf der Probe stillsteht.
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Durch die Verwendung des Dehnungsmessers gemäß der Erfindung werden
diese Schwierigkeiten überwunden, und es wird eine Vorrichtung vorgeschlagen zur
kontinuierlichen Messung und Aufzeichnung, wenn gewünscht graphisch, des Zwischenraumes
zwischen zwei Punkten auf der Gummiprobe. Die Verwendung dieses Dehnungsmessers
ist nicht auf Gummiproben beschränkt. Er kann ganz allgemein zur Messung und Aufzeichnung
veränderlicher Zwischenräume zwischen zwei Punkten verwendet werden, wobei einer
oder beide auf einem Material unter Prüfung beweglich sind.
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Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zur Messung der Dehnung
unter Spannung einer Probe von Gummi od. dgl. vorgeschlagen, durch welche die Bewegung
zweier Punkte auf der Probe durch Hebel auf zwei Nocken und zwei schwenkbare Nockenhebel
übertragen wird, wobei jeder Nocken derart ausgebildet ist, daß die Winkelbewegung
des Nockenhebels der linearen Bewegung des Punktes auf der Probe direkt proportional
ist und wobei der Unterschied der Winkelbewegungen der Nockenhebel als Maß der Dehnung
der Probe dient.
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Die Übertragung der Bewegung der beiden Punkte auf der Probe auf
die beiden Nocken kann durch zwei leichte Teleskoparme erfolgen, von denen jeder
an einem Ende mit einem Nocken zusammen gelagert und am anderen Ende am Gummi befestigt
ist, z. B. durch eine leichte Federklemme, die so ausgebildet ist, daß sie den Gummi
nicht beschädigt.
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Bei der Schopper-Dehnungsprüfmaschine wird die Gummihantelprobe in
einer senkrechten Lage gehalten, und die Spannung wird senkrecht nach unten angelegt.
Dadurch bewirkt die Bewegung der Gummiprobe eine Bewegung der Teleskoparme in einer
senkrechten Ebene und dreht die Nocken.
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Dabei bewegt sich der an dem unteren Arm befestigte Nocken schneller
als der an dem oberen Arm befestigte. Wie gesagt, sind die Nocken derart gestaltet,
daß sie die Längenänderung der Teleskoparme ausgleichen, so daß die Winkelbewegung
der Nockenhebel der linearen Bewegung der Punkte auf der Probe direkt proportional
ist.
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Um den Unterschied zwischen den Winkelbewegungen der Nockenhebel
auszunutzen, kann ein einfaches Zugseilsystem angewendet werden, wobei die Resultante
eine lineare Bewegung ist.
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Diese Bewegung kann durch eine Zahnstange und Zahnradeinrichtung und
durch ein Zahnradgetriebe vergrößert werden, und es kann eine Zusatzkraft durch
eine Servovorrichtung eingeführt werden, z. B. ein durch einen drehbaren Nocken
betätigter Mikroschalter, der Impulse auf einen Magnet, beispielsweise durch ein
Sperrad und Zugseile überträgt, der seinerseits einen Wagen betätigt, der eine über
ein Blatt Aufzeichnungspapier gleitende Feder trägt.
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Die Erfindung ist beispielsweise in den Zeichnungen erläutert, wobei
Fig; I eine Vorderansicht der Dehnungsmeßvorrichtung und Fig. 2 eine allgemeine
Anordnung derselben in Verbindung mit einer Schopper-Dehnungsprüfmaschine darstellt.
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Wie sich aus den Zeichnungen ergibt, ist der Teleskoparm, welcher
aus der Schiebestange I und dem Arm 2 besteht und der an seinem Ende die Federklemme
3 trägt, auf einer Welle 4 gelagert.
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Der an dem Teleskop arm befestigte Nocken 5 betätigt einen Nockenhebel
6, welcher an dem bei 8 angelenkten Arm 7 befestigt ist. An den Nockenhebelarmen
ist eine Schnur 9; befestigt, welche um Führungsrollen 10 und eine Gleitrolle Ii
herumgelegt ist, die an einer Zahnstange I2-befestigt ist, die in einer Führung
13 gleitet. Die verschiebbare Zahnstange 12 steht unter der Wirkung einer Feder
I4, welche dazu dient, die Schnur g zu spannen. Die verschiebbare Zahnstange 12
kämmt mit einem Zahnradgetriebe I5, welches einen achtflächigen Nocken I6 antreibt,
der über einen Nockenhebel I7 einen Schalter I8 betätigt. In dem Schalter werden
elektrische Stromstöße erzeugt, welche auf einen Magnet 19 einwirken, der ein Sperrad
20 antreibt.
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Der Dehnungsmesser ist an den Gleitschienen einer S chopper-Dehnungsprüfmaschine
befestigt, und die'Federklemmen 3 an den Enden der Teleskoparme werden an dem hantelförmigen
Gummiprobestück 2I an ausgewählten Punkten befestigt, die für gewöhnlich 25 mm voneinander
entfernt sind.
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Um die Welle des Sperrades 20 ist eine Schnur herumgewickelt, welche
mit ihrem anderen Ende an dem Wagen 23 der Aufzeichnungsvorrichtung angebracht ist.
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Die Dehnung der Gummiprobe wird als Horizontalbewegung des Wagens
registriert, und es besteht ein lineares Verhältnis zwischen der Verschiebung des
Wagens und der Dehnung der Gummiprobe. Die angewandte Dehnung wird durch die üblichen
Mittel als senkrechte Bewegung einer Feder, die an demWagen angebracht ist, registriert,
und auf diese VVeise wird auf einem entsprechend angebrachten Papierstreifen selbsttätig
ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm aufgezeichnet. Aus dem so erhaltenen Spannungs-Dehnungs-Diagramm
können die physikalischen Eigenschaften des Gummis, wie die Zugfestigkeit, die Dehnung
und der Modul desselben, abgelesen werden. Unter Verwendung des Dehnungsmessers
gemäß der Erfindung können diese Spannungs-Dehnungs-Diagramme sehr leicht durch
einen Arbeiter aufgenommen werden, wobei bei den Messungen individuelle Arbeitsfehler
vermieden werden.
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Der maximale Bereich des in den Zeichnungen dargestellten- Dehnungsmessers
beträgt ungefähr I200°/o Dehnung der Gummiprobe. Bei dieser Dehnung werden etwa
I20 elektrische Impulse von dem Schalter 18 erzeugt, und das Sperrad 20 führt etwa
vier Umdrehungen aus. Hierbei bewegt sich der Wagen 23 um etwa 12 cm.