DE20106760U1

DE20106760U1 - Prüfeinrichtung für Zugversuche

Info

Publication number: DE20106760U1
Application number: DE20106760U
Authority: DE
Original assignee: Zwick GmbH and Co
Current assignee: Zwick GmbH and Co
Priority date: 2001-04-19
Filing date: 2001-04-19
Publication date: 2001-07-12
Anticipated expiration: 2011-04-20

Description

Zwick GmbH & Co.
August-Nagel-Straße 11
89079 Ulm

89073 Ulm, 05.03.2001 Akte G/11507 h/dr

Prüfeinrichtung für Zugversuche

Die Erfindung betrifft eine Prüfeinrichtung für Zugversuche zur Bestimmung der Festigkeit eines Flächengebildes senkrecht zu dessen Ebene, insbesondere eines Blattes aus Papier, Pappe oder dergleichen, mit einer ersten Platte und einer zweiten Platte und mindestens einem, der ersten Platte oder der zweiten Platte zugeordneten Stempel.

In der US-amerikanischen Norm TAPPI T541 ist beschrieben, wie normgerecht ein Versuch auszuführen ist, mit dem gemessen werden soll, wie groß die Zugbelastbarkeit eines Blattes ist, das durch seine Ebene die x- und y-Richtung definiert, wobei die Zugbelastung in z-Richtung erfolgen soll. Nach dieser Norm wird die auf eine vorgegebene Größe zurechtgeschnittene Probe mittels zwei doppelseitigen

Klebebändern zwischen den beiden Platten fixiert, wobei nachfolgend durch die Platten ein Druck auf die Probe ausgeübt wird, um eine einheitliche Kontaktfläche der Probe mit den doppelseitigen Klebebändern auf ihren beiden Seiten herzustellen. Daran anschließend wird in z-Richtung die Zugkraft aufgebracht, die so lange erhöht wird, bis die Probe zerstört wird durch Spalten oder Zerfasern der Blattebene.

Aus dem vorstehend Dargelegten ergibt sich, daß ein relativ hoher Aufwand für die Probenvorbereitung erforderlich ist, bis der Zugprüfversuch ausgeführt werden kann, wobei die Genauigkeit und die Reproduzierbarkeit dieses Versuches entscheidend von der Probenvorbereitung abhängen, es also wichtig ist, daß die doppelseitigen Klebebänder einen guten flächigen Kontakt sowohl zu der ersten und der zweiten Platte als auch zu dem Probenstück haben, das selber knick- und faltenfrei sein muß und genau die vorgegebene Größe aufzuweisen hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Prüfeinrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß der Zeitaufwand zur Vorbereitung einer Probe und zur Durchführung einer Meßreihe mit vielen Einzelmessungen verringert wird.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung bei einer Prüfeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß eine erste Druckplatte vorgesehen ist, auf der eine Mehrzahl der ersten Platten angeordnet ist, daß eine zweite Druckplatte vorgesehen ist, auf der eine Mehrzahl der zweiten Platten angeordnet ist, und daß die erste Druckplatte und die zweite Druckplatte in einem Prüfrahmen

relativ zueinander verstellbar gelagert sind.

Diese erfindungsgemäße Prüfeinrichtung bietet den Vorteil, daß in einem Arbeitsgang bei der Probenvorbereitung eine Vielzahl von Proben soweit präpariert werden können, daß diese unmittelbar aufeinander folgend in der Prüfeinrichtung vermessen werden können, ohne daß dazu jedesmal das Entfernen der ersten Platte und der zweiten Platte aus der Prüfeinrichtung erforderlich ist, die während der Probenvorbereitung ungenutzt ruht. Bei der für die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung möglichen Probenvorbereitung können beispielsweise alle der zweiten Druckplatte zugeordneten zweiten Platten gleichzeitig mit dem doppelseitigen Klebeband versehen werden, auf das dann die Probe aufgepreßt wird. Ebenso sind auch die der ersten Druckplatte zugeordneten ersten Platten mit dem doppelseitigen Klebeband vorzubereiten, so daß infolge dieser einheitlichen Meßvorbereitung die Qualität des Kontaktes des doppelseitigen Klebebandes mit der ersten bzw. der zweiten Platte geringer schwankt.

Im Rahmen der Erfindung ist dann zusätzlich vorgesehen, daß die ersten Platten in linearer Anordnung auf der ersten Druckplatte angeordnet sind und die erste Druckplatte durch eine Linearführung geführt ist. Dies bietet den Vorteil, daß nach der Plazierung der ersten Druckplatte in der Prüfeinrichtung lediglich durch deren Verstellung in einer Richtung in der Linearführung unmittelbar nach der Durchführung eines Zugversuches die nächste Probe dem Zugversuch unterworfen werden kann. Als günstig hat sich dabei gezeigt, wenn die ersten Platten durch Nuten voneinander getrennt sind, da so in besonders einfacher Weise diese Nuten genutzt werden können, um die

Proben bzw. das doppelseitige Klebeband auf die erforderliche Größe zurechtzuschneiden, wobei dieser Vorteil auch gegeben ist, wenn die zweiten Platten durch Nuten voneinander getrennt sind.
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Damit stets gewährleistet ist, daß eine Probe auf beiden Seiten durch ein Doppelklebeband gehalten ist, das noch nicht einer Belastung durch einen Zugprüfversuch ausgesetzt werden mußte, ist die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung so aufgebaut, daß die zweiten Platten in linearer Anordnung auf der zweiten Druckplatte angeordnet sind und die zweite Druckplatte durch eine Linearführung geführt ist. Durch diese Gestaltung ergibt sich die Möglichkeit, daß sowohl die erste Druckplatte als auch die zweite Druckplatte nach der Durchführung eines ersten ZugprüfVersuches lediglich in den jeweiligen Linearführungen um eine Einheit weiter bewegt werden, worauf sich dann unmittelbar ohne weitere Maßnahmen ein weiterer Zugprüfversuch an einer neuen Probe anschließen 0 kann.

Der Einfachheit halber ist dabei bevorzugt, wenn die Linearführungen der ersten Druckplatte und der zweiten Druckplatte in einem Winkel zueinander verlaufen, da so auch leicht optisch kontrollierbar ist, ob im Kreuzungspunkt der ersten Druckplatte mit der zweiten Druckplatte die Probe richtig zur Aufbringung zuerst des Druckes und dann anschließend des Zuges positioniert ist.

Um einen weiteren Zeitvorteil bei der Ausführung von Reihenversuchen zu erzielen, sind die erste Druckplatte und die zweite Druckplatte jeweils lösbar auf einem in der zugehörigen Linearführung geführten Block befestigt,

wodurch es möglich ist, während der Durchführung einer ersten Reihenmessung einen separaten weiteren Satz von erster Druckplatte und zweiter Druckplatte für die Durchführung einer weiteren Reihenmessung vorzubereiten. 5

Dem Erzielen einer möglichst hohen Reproduzierbarkeit dient, daß der Block mit Wälzlager, spielfrei durch Übermaßkugeln vorgespannt, in der Linearführung gelagert ist.

Um einen schnelleren Probenwechsel erreichen zu können, ist in der Linearführung ein unter der Kraft einer Feder stehendes, mit den ersten Platten bzw. den zweiten Platten zugeordneten, in dem Block ausgebildeten Rastaufnahmen zusammenwirkendes Druckstück gelagert, so daß für den erforderlichen Probenwechsel lediglich immer der Block weitergeschoben werden muß, bis das Druckstück in die nachfolgende Rastaufnahme eintreten kann.

Im Rahmen der Erfindung ist weiterhin vorgesehen, daß die erste Druckplatte auf einer Quertraverse angeordnet ist, die an dem Prüfrahmen höhenverstellbar gelagert ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil einer hohen Quersteifigkeit der Prüfeinrichtung- Weiterhin ist es möglich, die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung mit einer in den Prüflaboren weit verbreiteten Universalprüfmaschine zu koppeln, indem der Quertraverse und einer den Prüfrahmen tragenden Basisplatte Kupplungsstücke zum Anschluß an eine Universalprüfmaschine zugeordnet sind.

Um eine hohe Meßgenauigkeit zu erreichen, ist es erforderlich, daß die Achse der Universalprüfmaschine exakt mit der Achse der Prüfeinrichtung ausgerichtet

werden kann. Dazu ist vorgesehen, daß einem der Kupplungsstücke ein Ausgleichsstück zugeordnet ist, das in einem Adapter eine Aufnahme für einen Bolzen aufweist, der einen kugelförmigen, zwischen zwei Kegelpfannen gelagerten Bolzenkopf besitzt, der hinsichtlich seiner Winkellage und Radiallage justierbar ist und damit für einen Fluchtungsausgleich verwendet werden kann.

Im folgenden wird die Erfindung an einem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung mit den auf den Blöcken lösbar befestigten ersten und zweiten Druckplatten,

Fig. 2 eine weitere perspektivische Darstellung der Prüfeinrichtung aus Figur 1 mit Blick auf die Rückseite,

Fig. 3 die Vorderansicht der Prüfeinrichtung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Prüfvorrichtung mit dem auf der Quertraverse angeordneten Kupplungsstück,

Fig. 5 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt dargestellt, des zum Fluchtungsausgleich vorgesehenen Bolzens und 30

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung der in einer Universalprüfmaschine eingesetzten Prüfeinrichtung.

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In der Zeichnung dargestellt ist eine Prüfeinrichtung 1, die dazu dient, Zugversuche an einem Flächengebilde, insbesondere aus Papier oder Pappe durchzuführen, und zwar mit einer Zugbelastung, die senkrecht zu der durch das Blatt definierten Ebene liegt. Diese Prüfeinrichtung weist einen Prüfrahmen 2 auf, der aus zwei senkrechten Streben 3 besteht, auf denen eine Quertraverse 4 als Stempel 19 höhenverstellbar gelagert ist, dem nach unten weisend eine erste Druckplatte 5 zugeordnet ist, während an einer gleichfalls dem Prüfrahmen 2 zugeordneten Basisplatte 6 eine nach oben weisende zweite Druckplatte 7 vorhanden ist. Sowohl die erste Druckplatte 5 als auch die zweite Druckplatte 7 weisen eine Mehrzahl, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel jeweils fünf erste Platten 8 bzw. zweite Platten 9 auf, die durch Nuten 10 voneinander getrennt sind. An der Quertraverse 4 und der Basisplatte 6 sind jeweils Linearführungen 11 befestigt, in denen jeweils ein Block 12 in Längsrichtung verschiebbar geführt ist. Auf dem der Quertraverse 4 zugeordneten Block 12 ist lösbar, in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch Knebelschrauben 13, die erste Druckplatte 5 befestigt, während eine entsprechende lösbare Befestigung der zweiten Druckplatte 7 an dem der Basisplatte 6 zugeordneten Block 12 möglich und in der Zeichnung dargestellt ist. Die Linearführungen 11 der ersten Druckplatten 5 und der zweiten Druckplatte 7 verlaufen in einem Winkel zueinander, so daß durch eine Verstellung der ersten Druckplatte 5 und der zweiten Druckplatte 7 in deren Kreuzungspunkt unterschiedliche Bereiche der ersten und zweiten Druckplatte 5,7 miteinander zur Deckung gebracht werden können. Damit die richtige Justierung der dazu vorgesehenen Bereiche, nämlich der ersten Platten 8 der zweiten Platten 9, in einfacher und schneller Weise

möglich ist, ist in den beiden Linearführungen 11 jeweils ein unter der Kraft einer Feder stehendes, mit den ersten Platten 8 bzw. den zweiten Platten 9 zugeordneten, in dem Block 12 ausgebildeten Rastaufnahmen 13a zusammenwirkendes Druckstück 14 gelagert.

Die Durchführung eines der US-amerikanischen Norm TAPPI T541 entsprechenden ZugprüfVersuches erfolgt nun dergestalt, daß die erfindungsgemäße Prüfeinrichtung 1 mit einer Universalprüfmaschine 15 gekoppelt wird durch auf der Quertraverse 4 und der Basisplatte 6 angeordneten Kupplungsstücken 16, wobei zum Fluchtungsausgleich das in der Figur 5 dargestellte Ausgleichsstück 23 mit einem Bolzen 17 in das der Quertraverse 4 zugeordnete Kupplungsstück 16 eingesetzt wird, der hinsichtlich seiner Winkellage und Radialstellung innerhalb eines Adapters 20 justiert wird, der mit seiner oberen Aufnahme 18 den entsprechenden Bolzen der Universalprüfmaschine 15 aufnimmt. Zur Justierung wird die begrenzte Drehbeweglichkeit des Bolzenkopfes 22 in zwei Kegelpfannen 21 ausgenutzt, die im Adapter 20 radial verschiebbar sind. Nach der nur einmalig durchzuführenden Justierung der Prüfeinrichtung 1 gegenüber der Universalprüfmaschine 15 werden die lösbar an den Blöcken 12 befestigten erste Druckplatte 5 und zweite Druckplatte 7 der Prüfeinrichtung 1 entnommen und mit doppelseitigem Klebeband versehen, von dem jeweils ein Streifen auf die ersten Platten 8 und zweiten Platten 9 aufgeklebt wird. Auf die ersten Platten 8 oder die zweiten Platten 9 wird dann zusätzlich eine Meßprobe in länglicher Form aufgebracht, die auf die erforderliche Größe zurechtgeschnitten wird, indem einfach die zwischen den ersten Platten 8 bzw. den zweiten Platten 9 befindlichen

Nuten 10 ausgenutzt werden, um sowohl das doppelseitige Klebeband als auch die Meßprobe zu durchtrennen. Nach diesen Probenvorbereitungen werden die erste Druckplatte 5 und die zweite Druckplatte 7 wieder auf den den Linearführungen 11 gelagerten Blöcken 12 befestigt, wobei eine Ausrichtung der ersten Druckplatten 5 und der zweiten Druckplatte 7 zueinander erfolgt, indem die Druckstücke 14 in die dazugehörenden Rastaufnahmen 13a eingeführt werden. Damit ist die Vorbereitung soweit abgeschlossen, daß der erste Zugprüfversuch durchgeführt werden kann, zu dem zunächst für eine vorgegebene Zeitdauer ein vorgegebener Druck auf die Probe ausgeübt wird, um einen guten, flächigen Kontakt der Probe mit den doppelseitigen Klebestreifen zu gewährleisten. Daran anschließend wird die Zugkraft auf die Probe ausgeübt. Nach dem Ende des Versuches zu der ersten Probe werden lediglich die erste Druckplatte 5 und

die zweite Druckplatte 7 in den Linearführungen 11 verstellt, so daß das Druckstück 14 jeweils in die nachfolgende Rastaufnahme 13a eintritt, wodurch gewährleistet ist, daß die zweite Platte 8 und die zweite Platte 9 die richtige Lage zueinander haben. Neben einer manuellen Verstellung der ersten Druckplatte 5 und der zweiten Druckplatte 7 ist es gleichfalls bei dieser erfindungsgemäßen Prüfeinrichtung möglich, dies mit Hilfe von Motoren zu bewirken, so daß grundsätzlich eine vollautomatische Versuchsdurchführung möglich ist, was den Vorteil bietet, daß während der Durchführung einer Versuchsreihe mit in der Prüfeinrichtung 1 eingebauten 0 ersten Druckplatten 5 und zweiten Druckplatten 7 ein weiterer Satz Druckplatten 5,7 zur Durchführung weiterer Versuche vorbereitet werden kann.

Claims

1. Prüfeinrichtung für Zugversuche zur Bestimmung der Festigkeit eines Flächengebildes senkrecht zu dessen Ebene, insbesondere eines Blattes aus Papier, Pappe oder dergl., mit einer ersten Platte (8) und einer zweiten Platte (9) und mindestens einem, der ersten Platte oder der zweiten Platte zugeordneten Stempel (19), dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Druckplatte (5) vorgesehen ist, auf der eine Mehrzahl der ersten Platten (8) angeordnet sind, daß eine zweite Druckplatte (7) vorgesehen ist, auf der eine Mehrzahl der zweiten Platten (9) angeordnet sind, und daß die erste Druckplatte (5) und die zweite Druckplatte (7) in einem Prüfrahmen (2) relativ zueinander verstellbar gelagert sind.

2. Prüfeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Platten (8) in linearer Anordnung auf der ersten Druckplatte (5) angeordnet sind und die erste Druckplatte (5) durch eine Linearführung (11) geführt ist.

3. Prüfeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten Platten (8) durch Nuten (10) voneinander getrennt sind.

4. Prüfeinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Platten (9) in linearer Anordnung auf der zweiten Druckplatte (7) angeordnet sind und die zweite Druckplatte (7) durch eine Linearführung (11) geführt ist.

5. Prüfeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Platten (9) durch Nuten (10) voneinander getrennt sind.

6. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearführungen (11) der ersten Druckplatte (5) und der zweiten Druckplatte (7) in einem Winkel zueinander verlaufen.

7. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckplatte (5) und die zweite Druckplatte (7) jeweils lösbar auf einem in der zugehörigen Linearführung (11) geführten Block (12) befestigt sind.

8. Prüfeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Block (12) mit Wälzlager, spielfrei durch Übermaßkugeln vorgespannt, in der Linearführung (11) gelagert ist.

9. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Linearführung (11) ein unter der Kraft einer Feder stehendes, mit den ersten Platten (8) bzw. den zweiten Platten (9) zugeordneten, in dem Block (12) ausgebildeten Rastaufnahmen (13a) zusammenwirkendes Druckstück (14) gelagert ist.

10. Prüfeinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Druckplatte (5) auf einer Quertraverse (4) angeordnet ist, die an dem Prüfrahmen (2) höhenverstellbar gelagert ist.

11. Prüfeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Quertraverse (4) und einer den Prüfrahmen (2) tragenden Basisplatte (6) Kupplungsstücke (16) zum Anschluß an eine Universalprüfmaschine (15) zugeordnet sind.

12. Prüfeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß einem der Kupplungsstücke (16) ein Ausgleichsstück (23) zugeordnet ist, das in einem Adapter (20) eine Aufnahme für einen Bolzen (17) aufweist, der einen kugelförmigen, zwischen zwei Kegelpfannen (21) gelagerten Bolzenkopf (22) besitzt, der hinsichtlich seiner Winkellage und Radiallage justierbar ist.