-
Prüfvorrichtung für die Zerreißfestigkeit von Stoffen. Die Erfindung
betrifft eine Prüfvorrichtung für die Zerreißfestigkeit von Papiergeweben, Gummi,
Leder und anderen Stoffen.
-
Es sind bereits Vorrichtungen bekannt, bei denen ein seiner Schwerkraft
überlassenes Pendel mit einer Schneide zufolge der Schlaä wirkung ein Papiermuster
trennt. Es ist also hier nur möglich, den Widerstand des Papiers gegen Durchschlag
zu messen.
-
Demgegenüber besteht der Zweck- der vorliegenden Erfindung in der
Schaffung eines Apparates zum mechanischen Ausführen der früher von Hand ausgeführten
Papierprüfungen, wobei der Apparat auch gleichzeitig die erforderliche Zerreißkraft
für eine beliebige oder bekannte Reißlänge registriert. Früher wurde das auf seine
Widerstandsfähigkeit gegen Reißen zu untersuchende Papier mit den Händen angefaßt
und alsdann diese parallel zueinander, aber in entgegengesetzter Richtung bewegt,
so daß das Papier zerrissen wurde. Bei dieser Papierprobe mußte man sich natürlich
völlig auf das Gefühl zur Beurteilung der Zerreißfestigkeit verlassen. Erfindungsgemäß
wird nun diese Art der Papierproben grundsätzlich beibehalten, aber durch den neuen
Apparat ausgeführt, der die Möglichkeit schafft, genaue Messungen und Registrierungen
vorzunehmen. Anstatt daß das Papier mit den Händen gehalten wird, wird es hierbei
von einer Haltevorrichtung erfaßt, von der ein Teil ortsfest bleibt, während der
andere Teil sich verschiebt, so daß also ähnlich wie bei dem oben beschriebenen
Vorgang eine Relativbewegung zwischen den beiden Halteorganen des Papiers erfolgt.
Das Reißen fängt an, sobald die Bewegung beginnt, und hört erst auf, wenn das Papiermuster
durchgerissen ist. Werden z. B. zwei Papiermuster probiert, von denen das eine doppelt
so lang ist als das andere, so erfordert das längere Muster eine doppelt so große
Bewegung der beweglichen Haltevorrichtung.
-
Die Kraft zum Reißen wird .durch die lebendige Kraft eines Pendels
geliefert, und das Reißen fängt an, sobald das Pendel seinen Schwung beginnt. Dadurch
wird (die freie Bewegung des Pendels gehemmt, und zwar
datiert diese
Hemmung an, bis das Pendel einen der Länge des Papiermusters entsprechenden Weg
durchgeschwungen hat. Wäre rias Pendel nicht durch den Reißwiderstand des Papiers
und durch seine eigene Achsenreibting gehemmt, so würde es über den tiefsten Punkt
seines Weges hinausschwingen, 1:is zu einem Aussclilagwinkel, welcher fast genau
gleich seinem Anfangswinkel wäre. Wenn man die Achsenreibung vernachlässigt, so
bildet der Unterschied zwischen dein Anfangswinkel oder dem theoretischen Ausschlagwinkel
und dein wirklichen Ausschlagwinkel ein Maß für die Energie oder die Arbeit, welche
zum Reißen der bekannten Länge des Papiermusters aufgewandt worden ist.
-
Die Zeigervorrichtung ist so angeordnet, daß dieser Winkelunterschied
unmittelbar abgelesen werden kann.
-
Auf der Zeichnung sind beispielsweise zwei Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
veranschaulicht. Es zeigt; Abb. i die Vorderansicht, Abb. 2 die Seitenansicht, Abb.3
die Vorderansicht der Greifvorrichtung zum Halten des Materials, Ahl). 4 die Seitenansicht
der Abb. 3, Abb.5 die Vorderansicht, die nur einen Teil einer abgeänderten Ausführungsform
zeigt, wobei die mit der in Abb.i dargestellten Ausführungsforen übereinstimmenden
Teile fortgelassen sind, Abb.6 einen Grundriß des zu prüfenden Materials, das geschnitten,
aber nicht gefaltet dargestellt ist, Abb.7 eine Seitenansicht des Materials in der
Zerreißlage, Abb. 8 eine Vorderansicht der Greifvorrichtung, wie sie bei der abgeänderten
Maschinenausführung verwendet wird, Abb.9 eine Seitenansicht der Abb.8.
-
In der "Zeichnung ist an dein Rahmen i ein Rad 2 in beliebiger Weise
befestigt, etwa mittels einer Achse 3. An dem Rad sitzt ein Pendel 4, das am Ende
ein Gewicht 5 trägt. Über dem Rahmen steht ein Führungsarm 6 vor, der an seinem
oberen Ende eine doppelte, rechtwinklige Kröpfung besitzt, deren zweiter Teil 7
sich nach unten erstreckt. An dersell:en Welle wie das Rad sitzt ein Zeiger und
ein N onitis 8, der mit Reibung auf der Welle geht, so daß er in der Stellung stehen
bleibt, in die er von Hand oder durch die Radbewegung gebracht worden ist. An ,dem
Teil 7 sitzt eine Schraube 9, mittels deren man den N onius auf Null stellen
kann.
-
Am Rahmen der Vorrichtung sitzt ein Träger io, der an seinem Ende
eine Schraube ii zum Heben und Senken hat, in deren oberem Teil 12 sich ein Stift
13 befindet. Das Gewicht 5 hat einen Ansatz 1q., in welchem sich eine t@ffnung befindet,
die nicht dargestellt ist, mi l die zur Aufnahme des Stiftes 13 dient. Dieser Stift
hat einen :Flansch 15, um zu verhüten, daß er aus dein o':eren Teil der Hehe-und
Senkvorrichtung herausgleitet.
-
Das Rad 2 ist mit einem Radkranz 16 zu-Kimrnengebaut und bildet finit
diesem und lein Arm 1 des Pendels gewissermaßen ein starr zusammenhängendes Ganzes,
das leicht drehbar auf der Achse 3 angeordnet ist, auf der auch der "Zeiger 8, aber
mit solcher Reibung ,rehbar ist, daß er in jeder ihm von Hand oder durch die Radhe,#vegung
mitgeteilten Stellung stehenbleibt, sich also mit den Rädern nicht wieder ohne weiteres
zurückdreht. An dem Radkranz 16, der eine Rolle 17 besitzt, ist ein Seil 18 in beliebiger
Weise, etwa mittels eines Stiftes i9, befestigt. Am unteren Ende dieses Seiles sitzt
die aus -zwei Teilen 21 und 22 bestehende Greifvorrichtung 20. Der Teil 21 kann
vom Teil 22 entfernt werden, so daß man zwischen die Teile eine entsprechende Menge
des zu prüfenden Materials einbringen kann. An jedem Ende des Teiles 21 ist eine
Klinke 23 angelenkt, die mit dein Teil 22 verbunden werden kann, indem man die Klinke
23 über den Bolzen 24 hängt, der sich in eine Vertiefung 25 in der Klinke 23 einlegt.
Unten an der Maschine ist mittels geeigneter Vorrichtungen der andere Teil der Greifvorrichtung
für das Material befestigt. Diese Vorrichtung besteht aus einem Block 26, an dein
ein Handgriff 27 in der üblichen Weise angelenkt ist. Das Material ;wird in diese
Greifvorrichtung eingelegt, indem man den Handgriff hebt und das Material in die
Vertiefung 28 einlegt. Es wird dann festgehalten, indem man den Handgriff herunterdrückt.
Die genaue horizontale Einstellung des Rahmens kann im Bedarfsfall mittels der Stellschraube
29 erfolgen.
-
Der Rand des Rades kann in irgendeiner gewünschten Weise kal-ibriert
sein. Beim Ausführungsbeispiel ist die Nullstellung und eine Kalibrierung von etwa
25 bis 70° angegeben. Ein Gegengewicht 30, das in neigneter Weise, etwa mittels
eines am Bolzen 32 befestigten Seiles 31, mit dem Rad verbunden ist, dient dazu,
das Gewicht des Seiles 18 und der übrigen Teile auszugleichen, die dieses Seil finit
lern zu zerreißenden Material verbinden. Das Stoffmuster 33, das untersucht werden
soll, wird, wie bei 34 gezeigt, geschnitten. Der Teil 35 wird in den ain Seil sitzenden
Teil der Zwinge eingelegt, während die Teile 36 in dem am Boden der Vorrichtung
angelenkten Teile untergebracht werden. Die Probe kann jedes gewünschte, geeignete
Format haben. Auf d er Zeichnung ist eine Probe dargestellt, die zwei Zoll breit
von dem Ende bis zur Schnittfläche ist.
Bei der abgeänderten Ausfiihrungsforin
nach Abb. 5 sind Mittel vorgesehen,_um das Pendel über einen größeren Winkel auszuschwingen,
als es bei der in Abb. i gezeigten Ausführungsform möglich ist. Ein Arm 38, der
am Rahmen sitzt, trägt an dem freien Ende ein gekrümmtes Führungsstück 39. Dieses
Führungsstück .ist am Rahmen, wie beii i' gezeigt, befestigt. Mittels :dieses Führungsstückes
kann das Pendel ungefähr von 25' auf etwa 9o° ausgeschwuihgen werden. Das
Mittel, um das Pendel beider abgeänderten Vorrichtung zu halten, lxsteht aus einem
Schlitten 40, der nach Wunsch an der Führung 39 mittels einer Flügelschraube festgestellt
werden kann. Das Pendel wird hier mittels eines Stiftes 4o', wie hei der Ausführungsform
nach Abb. i, gehalten.
-
-Mit 41 ist ein Anschlag bezeichnet, dessen rechte Seite den Zeiger
auf Null stellt, wenn das Pendel vertikal hängt. Die in 21b.5 dargestelte Maschine
hat den Vorteil, daß sie für Gewebe von beträchtlichen Stärkenunterschieden paßt.
Für die stärkeren Materialien kommen größere Anfangswinkel in Frage. Die Gewichte
können auch durch andere Gewichte von größeren oder kleineren Abmessungen ersetzt
werden.
-
Bei der abgeänderten Ausführungsform nach Abb. 5 wird das zu untersuchende
Material mittels einer federnden Zwinge 42 (Abt. 8 und 9) gehalten, die Backen 43
besitzt, an deren Seiten Schmirgelpapier 44 oder andere geeignete Mittel
zum Halten des zu untersuchenden Materials vorhanden sind. Eine Haltevorrichtung
45 ist unten an der Vorrichtung mittels Schrauben 46 befestigt, um die zu untersuchende
Probe zu halten. Dieser Halter kann an den Haltekanten Schmirgelpapier 47 o. dgl.
haben. Die federnde Zwinge, das Seil und das Gegengewicht sind bei der jetzt beschriebenen
Vorrichtung in gleicher Weise befestigt wie die entsprechenden Teile an dem in Abb.
i gezeigten Rad.
-
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die folgende: Das Pendel, an
dem das Gewicht sitzt, wird nach links über die Vertikale hinaus bis zu irgendeinem
bestimmten gewünschten Winkel bewegt und 4.n der Stellung durch die Haltevorrichtung
gehalten, während der Winkel abgelesen wird. Dieser Winkel wird erhalten, indem
man den Nonius von Null bis zum Anschlag verrückt. Das Papier oder das andere zu
prüfende Material wird :dann mittels der Greifvorrichtung befestigt, worauf der
Haltestift entfernt wird, so daß das Pendel nach rechts von der Vertikalen ausschwingen
utia "lie Probe zerreißen kann. Der Anschlag drückt den Nonius nach rechts, da das
Pendel rechts von der Vertikalen aussch«#ingt, und Tank der Reibung des Lagers des
Noniüs auf der Welle bleibt der Nonius in derjenigen Stellung, welche den weitesten
Pendelausschlag nach rechts von der Vertikalen anzeigt. Die Entfernung vom 1I-ittelpunktder
Rotationsachse l:is zum Schwerpunkt soll mit d.bezeichnet «-erden und (las Gewicht
des ganzen Pende's einschließlich des Beschwerungsgewichts durch ff'. Es soll nun
ei den Endwert des Anfangsiv,inkels, also des Ausschlages nach links bezeichnen,
und e2 den Endausschlag von der Vertikalen nach der anderen Seite. Dann ist die
Zerreißarbeit für die Probe gegeben durch W d (cos e, -cos e,). Wenn man
dies nun dividiert durch :die Reißlänge, hier also zwei Zoll, so erhält man die
während des Zerreißeis aufgewendete Durchschnittskraft.
-
Wie aus den Abb.6 und 7 ersichtlich ist, wird das Papiermuster in
drei Streifen zerrissen, so ,daß also zwei Zerreißlinien vorhanden sind. Dadurch
wird zum ersten Male ein wirkliches Zerreißen vorgenommen, und es kommt nicht nur
wie bei den älteren Einrichtungen, eine reine Zugbeanspruchung in Frage. Daraus
folgt, daß die Länge :der Zerreißlinien und die zum Durchreißen des Papiermusters
benötigte Zeit durchaus von der Länge des jeweils gewählten Papiermusters abhängen
wird, und daß deshalb eine meßbare, unter Umständen längere Zeitspanne für den Vorgang
benötigt wird. Die beiden Klammerlängskanten bleiben heim Zerreißen parallel zueinander.