Titel: Ueber Prüfungsmaschinen für Metalle.
Autor: Pr.
Fundstelle: Band 279, Jahrgang 1891, S. 151
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Ueber Prüfungsmaschinen für Metalle. Mit Abbildungen. Ueber Prüfungsmaschinen für Metalle. Die hauptsächlichsten Anordnungen des Spannwerkes und der kraftmessenden Hebelwage sind in Fig. 1 bis 3 dargestellt, wobei der Versuchsstab auf Druck beansprucht und eine liegende Maschine mit Druckwasserspannwerk vorausgesetzt ist. Am üblichsten ist die aus Fig. 1 ersichtliche räumliche Trennung des Spannwerkes A und der Wage B, indem der Versuchsstab C zwischen beide eingelegt wird. Hierbei ist das feste Verbindungsglied des Spannwerkes und der Wage (Bettung, Säulen) auf Zug, hingegen bei einem Zerreissversuch auf Druck beansprucht. (Vgl. Emery 1889 271 * 442, Delaloë bezieh. Maillard, bezieh. Wicksteed 1889 272 * 482. 483, Buckton 1889 272 * 579.) Am Spannwerk A ist ferner, wie in Fig. 2, die Wage B unmittelbar angeordnet, das Druckstück C freigelegt. (Werder.) Der Wägehebel B ist selbständig und an derselben Seite wie das Spannwerk A gelagert (Fig. 3). Das auf Druck beanspruchte Versuchsstück C liegt ebenfalls einseitig frei, so dass dieser zur Aufnahme des Versuchsstückes dienende Theil der Maschine einer beliebigen Längenvergrösserung fähig ist, ohne die Anordnung des Spann- und Wagewerkes zu stören. (Vgl. Fairbanks 1889 272 * 482.) Textabbildung Bd. 279, S. 152 Spannwerke für Festigkeitsversuche. Diese letztere von Wicksteed in England patentirte Anordnung ist für die von Buckton und Co. in Leeds gebaute und für Prof. Kennedy bestimmte Versuchsmaschine gewählt worden. Wicksteed's Prüfungsmaschine für Prof. Kennedy's Versuchsanstalt (Fig. 4). Mit einer Kraftäusserung bis zu 50 t können Versuchsstäbe von 2743 mm Länge auf Zug und Druck, Stäbe von 1524 mm Länge auf Biegung, und Stäbe von 38 mm Stärke auf Verdrehung geprüft werden. Nach Engineering, 1890 Bd. 50 * S. 304, bezieh. The Engineer, 1890 Bd. 70 * S. 54, ist diese Prüfungsmaschine in Fig. 4 abgebildet und besteht, wie bereits erwähnt, aus dem auf die Maschinenbettung A aufgeschraubten Druckwassercylinder B, auf welchem die Lagerpfannen für den grossen Wägehebel C unmittelbar aufgesetzt sind, während der erste Winkelhebel D auf der Bettung lagert. Textabbildung Bd. 279, S. 152 Fig. 4.Wicksteed's Prüfungsmaschine. Auf diesem Winkelhebel D wirkt der Kreuzkopf E, an welchem die beiden Schraubenspindeln F angesetzt sind, die vermöge des an der linken Maschinenstirnseite angeordneten Rädertriebwerkes G bethätigt werden. Die zu diesen Spindeln F gehörigen Muttern liegen im Kreuzkopfe H, an welchem der Versuchsstab J je nach der Inanspruchnahme angehängt oder angelegt wird. Die der Stablänge entsprechende Einstellung von H erfolgt durch das Räderwerk G. Bei einem Druckversuch wird der Versuchsstab unmittelbar durch den Presskolben K an den Kreuzkopf gestemmt, welcher diese Druckkraft durch Vermittelung der beiden Schraubenspindeln F auf die Wägehebel überträgt. Hingegen wird bei einem Zerreissversuch der Versuchsstab zwischen den beweglichen Kreuzkopf H und einen in die Zähne der parallelen Führungsleisten eingreifenden Kopf L eingespannt, während der Presskolben unmittelbar auf das Querstück M dieses Führungsrahmensdrückt. Textabbildung Bd. 279, S. 152 Fig. 5.Kennedy's Dehnungszeiger. Bei Biegungsversuchen bedient man sich eines Querbalkens N, welcher an den Kopf H angesetzt und an dessen Schneiden der Versuchsstab angelegt wird. Gegen diesen wirkt der Presskolben K mittels einer frei durch das Querstück gehenden Verlängerung. An der rechten Maschinenseite ist ferner eine von Wicksteed erdachte Vorrichtung zur Ermittelung des Verdrehungswiderstandes vorgesehen, welche aber aus Fig. 4 nicht ersichtlich ist. Als Kraftmittel dient das von der London Hydraulic Power Company gelieferte Druckwasser, während zur Abwäge der Widerstandskräfte jedesmal nur eines, der muthmasslich zu erwartenden Kraftstärke angemessenes Läufergewicht P Verwendung findet, deren Verschiebung vom Standplatz des Beobachters mittels eines Ketten- und Rädertriebwerkes Q, R leicht zu bewirken ist. Die Ablesung der Gewichtsgrösse wird durch eine in Augenhöhe am Hebel angebrachte Theilschiene O mittels Noniusschieber vorgenommen, dagegen die wagerechte Gleichgewichtlage durch einen Zeiger angegeben, welcher an einem am Führungsrahmen vorgesehenen Riss einspielt. Ein an der Gegengewichtsseite des Hebels eingerichteter Gummipufferanschlag besorgt die Hubbegrenzung dieses Haupthebels. Kennedy's Dehnungszeiger (Fig. 5). Bemerkenswerth ist nach Engineering, 1890 Bd. 50 * S. 305, der in Fig. 5 dargestellte Dehnungszeiger. Auf den Versuchsstab A mittels Spitzschrauben C im Abstande von 254 mm (10 Zoll engl.) werden zwei Bügel B befestigt, an welchen je eine aufrechte Schiene D angegossen ist, von denen jede einen leichten Dreiecksrahmen E bezieh. F trägt. Beide Dreiecksrahmen liegen frei, aber knapp beisammen und finden ihre Stütze mit ihrem spitzen Ende am Gegenbügel. Textabbildung Bd. 279, S. 153 Fig. 6.Pfaff'sche Prüfungsmaschine. Am Rahmen E ist ferner, durch eine Stellschraube P gehalten, der Träger N für die Zeigerscheibe O drehbar angeschlossen, über welche der Nadelzeiger M spielt, welcher durch ein Gegengewicht Q schwebend erhalten werden kann. Auf der unteren geraden Schiene des Dreiecksrahmens E ist ein Schieber G vermöge eines feinen Schräubchens H stellbar, welcher eine Stahlpfanne J trägt, in der sich der Nadelhebel stützt. Längsseits am anderen Rahmenschenkel F ist mit diesem eine schwache Feder K derart verbunden, dass sie wohl quer dazu etwas ausweichen kann, jede Längsbewegung aber mit dem Rahmen mitmachen muss. Demnach ist die Pfanne J mit dem einen, die Feder K aber mit dem anderen angekörnten Ende des Versuchsstabes in Verbindung. Der Abstand der Pfanne J, vom Kopfende der Feder K quer zur Schenkelrichtung gemessen, beträgt 6,35 mm oder ¼ Zoll englisch. In die Körnergruben setzen zwei durch den Zeigerhebel M gesteckte Nadeln L ein, so dass bis zum Zeigerbogen eine 100fache Hebelübersetzung erhalten wird. Es kann hierdurch eine Dehnung des Versuchsstabes von 0,0025 mm am Gradbogen schon beobachtet werden. C. Pfaff'sche Prüfungsmaschine (Fig. 6 bis 11). Für die Drahtseilfabrik in Pribram, Böhmen, wurde von der Ottakringer Maschinenfabrik in Ottakring bei Wien eine Materialprüfungsmaschine für eine grösste Kraftstärke von 80 t geliefert, welche jener Maschine entspricht, die gegen Ende der sechziger Jahre in der Technischen Hochschule in Wien aufgestellt wurde. Textabbildung Bd. 279, S. 153 Fig. 7.Pfaff'sche Prüfungsmaschine. Nach der Oesterreichischen Zeitschrift für Berg- und Hüttenwesen, 1890 Bd. 38 Nr. 41 * S. 478, besteht diese Prüfungsmaschine aus zwei Ständern a (Fig. 6 und 7), die zwischen sich den Druckwassercylinder b fassen, während zwei Querschrauben e die obere Kopfverbindung vervollständigen. Der im Cylinder b durchgehende hohle Kolben c ist abgesetzt und mit Lederstulpringen an beiden Seiten abgedichtet, enthält am Boden eine feste Spindelmutter t, durch welche sich die Spindel s schraubt, um den daran angelenkten unteren Einspannkopf r1 der jedesmaligen Länge des Versuchsstabes anzupassen. Uebrigens wird der Kolben c durch ein an Stahlbändern gehängtes Gegengewicht d nicht nur entlastet, sondern auch bei Abstellung der Flüssigkeitspressung (Glycerin) im Cylinder b in die Hochstellung gebracht. Zwischen den Ständerköpfen a schwingt ein Gusskopf f, an dem links der Entlastungshebel g, rechts aber der Wägehebel h angeschraubt ist. An Seitenansätzen k1 (Fig. 7 und 8) dieses Gusskopfes f sind die in den Pfannen l der Ständerköpfe a spielenden Schneiden k stumpf angesetzt und durch zwei Keilbeilagen gehalten. Textabbildung Bd. 279, S. 153 Fig. 8.Pfaff'sche Prüfungsmaschine. Diese beiden, in der Schwingungsebene genau eingestellten Schneiden k bilden die Hebelstütze, während an einem durch den Gusskopf gelegten Bolzen m die Schneide n angebracht ist, auf welcher die im Hängebügel p befindliche Pfanne o einspielt. An diesem Hängebügel ist nun der obere Einspannkopf r kreuzgelenkig angebolzt. Nun beträgt aber der normale Abstand dieser Schneiden n bis k (Fig. 8) bloss 3,5 mm, so dass bei einer Länge des Wägehebels h von 1750 mm eine Uebersetzung 1750 : 3,5 = 500 entsteht. Durch ein bis auf den Hängebügel p herabreichendes Querstück q wird bei etwaigen stärkeren Erschütterungen, wie sie beim Zerreissen harter Versuchsstäbe sich ereignen könnten, ein Herausschnellen des Hängebügels p, als auch des Hebelkopfes f aus den Lagerpfannen verhütet. Textabbildung Bd. 279, S. 154 Fig. 9.Pfaff'sche Prüfungsmaschine. Bemerkenswerth ist ferner die Aufhängeart der Hebelzugstange (Fig. 9), womit noch eine Regelung der Hebelarmlänge verknüpft ist. Die Schneide ist aus einem Bolzen herausgearbeitet, welcher in einer passenden Ausbohrung des Hebelendes h1 lagert. Der obere Theil ist ausgeschnitten und durch Seitendeckel ersetzt, welche bei Anzug der Schraube bremsend wirken. Ausserdem ist in dem Umfang des Schneidenbolzens feines Schneckenradgewinde eingeschnitten, in welches die durchgehende, frei drehbare Schraube als Schnecke eingreift, wodurch eine kleine Drehung bezieh. Ausschwingen der Schneidenkante bewirkt wird. Auch hier wird der Hängerahmen durch eine Gegenschraube gegen das Herausschnellen gesichert. An die Hebelzugstange x (Fig. 6) ist mittels einer Hängegabel y die in einer Aussparung der Plattform versenkte Wagschale i für die groben Belastungsgewichte von je 20 k angehängt, hingegen die obere Tellerscheibe i2 zur Aufnahme der Ausgleichungsgewichte (Tara) der verschiedenen Einspannvorrichtungen bestimmt. Textabbildung Bd. 279, S. 154 Pfaff'sche Prüfungsmaschine. Der Hub der grossen Schale i ist auf 6 mm durch federnde Anschläge v beschränkt, die Plattform u selbst durch ein Schrauben- und Zahnstangenböckchen u1v1 in die Wagerechte einstellbar. Auf dieser Plattform ist die Schnellwage angeordnet, welche vermöge ihrer Hebelendschneide auf die Zugstange x einwirkt. Der Abstand beider Hebelschneiden beträgt 1080 mm, die Verschiebung des Läufergewichtes 900 mm, welcher Weg in 100 Theile von 9 mm Entfernung abgetheilt ist, so dass jeder Theilstrich den Belastungsunterschied von 100 k am Versuchsstab angibt. Die Verschiebung des Läufergewichtes G am Wägehebel A erfolgt durch Handbetrieb und selbsthätig durch ein ablaufendes Gewicht mittels der durch das Räderwerk C betriebenen Schraubenspindel B. Eine Auslösung der Spindelmutter ist durch Umlegen des Oesengriffes D behufs Zurückstellung des Läufers G durch Hand sofort zu bewirken. Von der im Wägeständer E lagernden Triebwelle C1 wird ins Rasche übersetzend eine Welle C2 betrieben, an welcher sich eine Bremsscheibe befindet. Indem nun bei eintretender Wagerechtstellung des Wägehebels A vermöge eines federnden Anschlages F eine Welle H gedreht und hierdurch ein Bremsbacken an die Bremsscheibe angepresst wird, hinreichend um den Stillstand des Bädertriebwerkes herbeizuführen, so kann die selbsthätige Läufereinstellung mit Leichtigkeit erzielt werden. Das mit den beiden Handhebeln W (Fig. 7) betriebene Pumpwerk liefert die Betriebsflüssigkeit nach dem Presscylinder b, dessen Kolben c bis 400 mm Hub ausführen kann, während ein Ventilkopf zur Regelung dient. Für 1 mm Schneidenlänge entfällt ein grösster Druckwerth von 240 k; während die Materialspannung in den Seitenständern sich hierbei auf 0,8 k/qmm berechnet, beträgt das Gesammtgewicht der Maschine 8,5 t. Erwähnung verdient die Einspannungsart der Drahtseilendstücke. Nach dem einen Verfahren (Fig. 10) werden die abgebundenen Seilenden mit einem Mantel (Zink und Blei) umgössen und mittels viertheiligen Kegelbacken in die Spannösen eingezogen. Nach der anderen Art (Fig. 11) werden die einzelnen Drähte aufgespliesst, um einen Stahlkegeldorn umgelegt und mit der oben angegebenen Metalllegierung umgössen. Pr.