Leuners Festigkeitsprüfer.]

Die Vorrichtung zum Aufzeichnen der Bruchlast und Dehnung besteht

aus dem Zeichenstift _C_ und der Zeichenwalze _B_. Letztere ist auf

die Zugstange des Wagens _A_ drehbar aufgesteckt und durch zwei

Kegelräder und Stahlbändchen mit dem Gestell derart verbunden, daß

jede Verschiebung des Wagens _A_ eine Drehung der Zeichenwalze _B_

herbeiführt.

Zum Antrieb dient ein im Gestell gelagertes Handrad, welches beim

Drehen unter Vermittelung einer Schraube eine Schraubenfeder spannt.

Die Federspannung wird durch die Achse der Zeichenwalze _B_ auf den

Wagen _A_ und somit auf den eingespannten Probestreifen übertragen.

Der Zeichenstift _C_ wird dabei, der Federspannung entsprechend, in

der Richtung der Achse der Zeichenwalze verschoben; gleichzeitig folgt

der Wagen _A_ dem Zuge der Feder um soviel, als der Probestreifen

sich bis zum Bruche dehnt. Diese Verschiebung des Wagens _A_ hat eine

Drehung der Zeichenwalze _B_ zur Folge, so daß eine Kurve aufgezeichnet

wird, deren Ordinate der Festigkeit und deren Abscisse der Dehnung des

Probestreifens entspricht.

[Illustration: Fig. 17.]

Die Zeichenwalze _B_ ist verstellbar eingerichtet, so daß es möglich

ist, mehrere Schaulinien nebeneinander zu zeichnen.

Nach dem Bruch des Probestreifens hindern zwei Sperrklinken das

Zurückschnellen der Feder. Bei geringer Spannung kann die Auslösung

der Feder mit der Hand geschehen, indem man den Wagen _A_ soweit nach

rechts zieht, daß die Sperrklinken aufgehoben und nach links umgelegt

werden können; hierauf läßt man den Wagen nach links gleiten, bis die

Feder in ihre Ruhelage gekommen ist. Bei größerer Spannung dagegen

muß die Auslösung mit Hilfe der Schraubenmutter und des Handrades

vollführt werden. Der Wagen wird mittels der angebrachten Haken mit dem

Gestell verbunden, dann werden die Sperrklinken nach dem Drehen des

Handrades nach links gelegt, und die Feder wird durch Rückwärtsdrehen

des Handrades in ihre Ruhelage gebracht.

Das Ausmessen der gezeichneten Linien geschieht in folgender Weise.

Auf einer Glasplatte (Fig. 17) befinden sich zwei parallele Linien _d_

und _e_ und eine hierzu senkrechte _oc_; der Kraftmaßstab ist entlang

dieser Senkrechten und der Dehnungsmaßstab entlang der unteren Linie

_e_ angebracht; beide Maßstäbe haben den Nullpunkt gemeinschaftlich bei

_o_. Man legt die Glasplatte mit der geteilten Seite derart auf die

Schaulinien, daß sich die Abscisse _AA_{1}_ (Nulllinie) zwischen den

Linien _de_ befindet. Nunmehr bringt man ein Lineal _F_ an die untere

Kante dieser Glasplatte, hält das Lineal fest und verschiebt die Platte

an letzterem soweit, bis die Senkrechte _oc_ die Bruchstelle bei _B_

schneidet. In dieser Stellung der Glasplatte liest man die Bruchlast

bei _B_ und die Dehnung am Prozentmaßstab ab. Da alle Schaulinien eine

gemeinschaftliche Nulllinie haben, so kann man die Glasplatte, indem

man sie ohne weiteres dem Lineal entlang verschiebt, über jede einzelne

Schaulinie bringen und die Werte ablesen. (Die Teilungen sind auf der

unteren, dem Papier zugekehrten Seite der Glasplatte eingraviert, man

liest deshalb die Werte ohne parallaktischen Fehler ab.)

Jedem Prüfer werden zwei Schraubenfedern von 10 und 20 kg höchster

Kraftleistung beigegeben.

[14] Er wurde indessen eingehend beschrieben, weil er wohl noch

an manchen Stellen, namentlich zur Ausführung wissenschaftlicher

Prüfungen, in Gebrauch ist; ferner hat er geschichtliche

Bedeutung, denn +Hartig+ und +Hoyer+ haben ihn bei ihren

grundlegenden Arbeiten über die Einteilung der Papiere nach

Reißlänge und Dehnung benützt.

Berechnung der Reisslänge.

Während die beim Zerreißen von Papier gefundene Bruchdehnung

unmittelbar zur Beurteilung herangezogen werden kann, ist dies bei

der Bruchlast ausgeschlossen, da sie mit der Breite und Dicke des

Probestreifens wechselt. Eine Verteilung der Bruchlast auf den

Querschnitt würde mit großen Fehlern behaftet sein.

Man hat deshalb, um von dem Einfluß der Breite und Dicke des

Streifens unabhängig zu werden, nach +Hartigs+ Vorschlag den von

+Reuleaux+ geschaffenen Begriff der +Reißlänge+ eingeführt.

Man versteht unter Reißlänge diejenige Länge eines Papierstreifens von

beliebiger (aber gleichbleibender) Breite und Dicke, bei welcher er,

an einem Ende aufgehängt gedacht, infolge seines eigenen Gewichtes am

Aufhängepunkt abreißen würde. Diese Länge kann aus der ermittelten

Bruchlast abgeleitet werden. Ist z. B. _G_ das Gewicht eines 0,18

m langen Streifens in g, welcher bei einer Belastung von _K_ kg

zerreißt, so muß berechnet werden, wie lang der Streifen sein muß,

um _K_ kg schwer zu sein; d. h. wenn man diese gesuchte Länge mit _x_

bezeichnet:

0,18 _x_ 0,18

------ = ---- oder _x_ = ------ · _K_.

_G_ _K_ _G_

Die schließliche Angabe der Reißlänge erfolgt dann meist in m, während

die Berechnung der kleineren Zahlen wegen in km erfolgt.

Aus dieser +Hartig+schen Formel ist ohne weiteres ersichtlich, daß die

Breite des Streifens keinen Einfluß auf die Reißlänge ausüben kann;

bei Verdoppelung der Breite würde z. B. zwar eine Verdoppelung von

_K_ eintreten, aber auch gleichzeitig eine solche von _G_, so daß das

Verhältnis wieder dasselbe wäre.

Die +Hoyer+sche Formel zur Berechnung der Reißlänge lautet:

R = (_p_ / _g b_) 1000 m.

(_R_ = Reißlänge in Metern, _p_ = Bruchlast in Grammen, _b_ = Breite

des zerrissenen Streifens in Millimetern, _g_ = Gewicht eines

Quadratmeters des untersuchten Papiers). Diese Formel zu benützen, wird

sich besonders in Fabriken empfehlen, da hier das Quadratmetergewicht

bekannt ist; man kann dann das Auswiegen der Streifen sparen.

Der weiteren Besprechung über die Berechnung der Reißlänge mögen die

bei Prüfung eines Normalpapiers 3a ermittelten Werte zu Grunde gelegt

werden.

+Versuchs-Ergebnisse.+

===================================================================

Maschinenrichtung

---------+---------------------------------------------------------

| | | Gewicht der

| | | fünf Streifen

| | +-------------+-----------

Streifen | Bruchbelastung | Bruchdehnung | lufttrocken | bei 100° C

aus dem | | | | getrocknet

Bogen | | | |

| | | |

Nr. | kg | % | g | g

=========+================+==============+=============+===========

1 | 7,46 | 2,4 | |

2 | 6,84 | 2,3 | |

3 | 7,38 | 2,4 | |

4 | 6,49 | 2,4 | |

5 | 6,31 | 2,5 | |

---------+----------------+--------------+-------------+-----------

Summe | 34,48 | 12,0 | 1,220 | 1,128

---------+----------------+--------------+-------------+-----------

Mittel | 6,90 | 2,4 | | 0,226

===================================================================

Querrichtung

---------+----------------+--------------+-------------------------

| | | Gewicht der

| | | fünf Streifen

| | +-------------+-----------

Streifen | Bruchbelastung | Bruchdehnung | lufttrocken | bei 100° C

aus dem | | | | getrocknet

Bogen | | | |

| | | |

Nr. | kg | % | g | g

=========+================+==============+=============+===========

1 | 3,85 | 5,4 | |

2 | 3,80 | 5,3 | |

3 | 4,04 | 4,5 | |

4 | 4,20 | 5,0 | |

5 | 3,97 | 5,1 | |

---------+----------------+--------------+-------------+-----------

Summe | 19,86 | 25,3 | 1,233 | 1,140

---------+----------------+--------------+-------------+-----------

Mittel | 3,97 | 5,1 | | 0,228

Aus dem Unterschied in dem Gewicht der Streifen bei Zimmerwärme und bei

100° C. getrocknet ergibt sich zunächst für das Papier ein mittlerer

Feuchtigkeitsgehalt von 7,5%.

Nach der oben angeführten Formel für die Reißlänge ergibt sich ferner

für die Maschinenrichtung eine Reißlänge von rund 5,5 km = 5500 m, für

die Querrichtung eine solche von 3,15 km = 3150 m, im Mittel also 4325

m.

Als mittlere Bruchdehnung ergibt sich ohne weiteres 3,8%.

Auf Grund dieser Mittelwerte[15] würde die Einreihung des Papiers in

eine der sechs Festigkeitsklassen erfolgen.

Den Bruch: Länge durch Gewicht des Streifens, mit welchem man, wie oben

gezeigt, die durch den Versuch gefundene Bruchbelastung multiplizieren

muß, um die Reißlänge zu erhalten, nennt man die +Feinheitsnummer+

des Papiers. Da sich diese bei gleicher Länge der Probestreifen für

unsere gewöhnlichen Schreib- und Druckpapiere innerhalb gewisser

Grenzen bewegt, so ist eine Tabelle aufgestellt worden, welche bei

einer Streifenlänge von 0,18 m für die am meisten vorkommenden Gewichte

(0,100 bis 0,419 g) die direkte Ablesung der Feinheitsnummer gestattet.

Mit Hilfe der Tabelle vereinfacht sich die Berechnung der Reißlänge

bedeutend, indem man nur die unter dem Werte für das mittlere

Trockengewicht der geprüften fünf Streifen stehende Zahl mit der

mittleren Bruchbelastung in kg und mit 1000 zu multiplizieren hat, um

die Reißlänge in Metern zu erhalten.

Auf die Berechnung des Arbeitsmoduls, der den Begriff der Reißlänge

und Dehnung in sich vereinigt, indem er den Arbeitsaufwand und zwar

in Meterkilogramm darstellt, bezogen auf einen Streifen von 1 m Länge

und 1 g Gewicht, soll nicht eingegangen werden, da von der Einreihung

des Arbeitsmoduls in die für die Normalpapiere aufgestellten Tabellen

Abstand genommen ist.[16] Wer sich eingehender hierüber unterrichten

will, findet nähere Angaben in der Originalarbeit von Prof. +Hartig+ in

Dresden (Papier-Zeitung 1881).

[15] Die von verschiedenen Seiten aufgestellte Forderung, für die

Einteilung der Papiere nicht nur die Mittelwerte vorzuschreiben,

sondern auch für das Verhältnis der Querfestigkeit zur

Längsfestigkeit Bestimmungen zu treffen, wird man auf die Dauer

nicht von der Hand weisen können.

[16] Vergl. a. +Hoyer+, Entstehung und Bedeutung der Papiernormalien.

1888. S. 13.

Papierprüfung: Eine Anleitung zum Untersuchen von Papier · 第 18 / 90 题