Festigkeitsprobiermaschinen

[719] Festigkeitsprobiermaschinen dienen zur Erprobung der Festigkeitseigenschaften der Baustoffe an besonders hergerichteten Probestäben oder ganzen Konstruktionsteilen zwecks Beurteilung deren Widerstandsfähigkeit gegen ruhig wirkende statische Belastungen im Gegensatz zu stoßweise auftretenden, sogenannten dynamischen Betriebsinanspruchnahmen (s. Schlagversuch).

Nach der auszuübenden Belastungsweise unterscheidet man Maschinen zur Ermittlung der Zugfestigkeit (Zerreißmaschinen), der Biegungsfestigkeit (Biegemaschinen), der Druck- und der Verwindungsfestigkeit. Bei weitem die größte Verbreitung haben die Maschinen für Zug- und Druckversuche gefunden; indessen ist eine ganze Reihe derselben so eingerichtet, daß sie nach einem mehr oder weniger umfangreichen Umbau einzelner Teile zu mehreren der genannten Belastungsarten benutzt werden können. Solche vielseitig eingerichtete Maschinen haben vor einer entsprechenden Anzahl Sondermaschinen wohl im allgemeinen den Vorzug des geringeren Kostenaufwandes für die Beschaffung einer vollständigen Einrichtung; jedoch stehen diesem Vorzuge insofern recht erhebliche Nachteile gegenüber, als mit dem Umbau von einer zur andern Anordnung stets Zeitverluste verbunden sind, und vor allem, weil die Eigengewichte der Maschinenteile nach jedem Umbau stets anders verteilt sind und hierdurch leicht Störungen in der richtigen Wirkung der Maschine verursacht werden können.

Das Wesentlichste an allen hierhergehörigen Maschinen ist, entsprechend ihrem obengenannten Zweck, daß sie eine stetige, stoßfreie Belastungssteigerung zulassen, die jeweilig herrschende Belastung zuverlässig anzeigen und hierauf selbst jederzeit geprüft werden können. Die zur Erreichung dieses Zweckes angewendeten Konstruktionen sind mannigfachster Art; sie unterscheiden sich in der Hauptsache nach:

1. der Anordnung der Kraftrichtung;

2. der Art der Krafterzeugung, und

3. der Art der Kraftmessung.

Nach der Kraftrichtung unterscheidet man liegende oder wagerecht wirkende und stehende oder senkrecht wirkende Maschinen. Die letzteren verdienen für Zug- und Druckversuche insofern den Vorzug, als bei ihnen der Einfluß des Eigengewichtes der Einspannvorrichtungen sowie des Probestabes selber auf die Genauigkeit der Kraftmessung ohne Schwierigkeit beseitigt und leichter zentrische Belastung erzielt werden kann als bei den liegenden Maschinen. Indessen sind die letzteren darum keineswegs als mangelhaft zu bezeichnen; vielmehr eignen sie sich ganz besonders und wohl allein zur Prüfung langer Proben, als Seile (s. Seilprüfungen), Riemen, ganzer Ketten u.s.w.; nur muß Sorge getragen werden, daß die zwischen der Probe und der Kraftmeßvorrichtung eingeschalteten Maschinenteile in zweckentsprechender Weise reibungsfrei unterstützt sind [1], [2].

Zur Krafterzeugung dient die Schraube oder die hydraulische Presse. Die Schraube bietet bei geringeren Beladungen den Vorteil, daß sie mangels mechanischer Betriebskraft von Hand betätigt werden kann und ohne besondere Schwierigkeiten gestattet, die Formänderung des Versuchsstückes während der ganzen Dauer des Versuches stetig zu steigern, bei den einzelnen Versuchen die Geschwindigkeit in weiten Grenzen zu verändern und die Belastungen unterhalb der Streckgrenze bei jeder Größe und beliebig lange gleichbleibend zu erhalten. Der letztgenannte Umstand spielt besonders dann eine Rolle, wenn die Belastung stufenweise gesteigert und die zugehörigen Formänderungen zur Bestimmung der Proportionalitäts- und Streckgrenze durch zeitraubende, feinere Messungen ermittelt werden sollen. Zum mechanischen Antrieb der Kraftschraube empfiehlt sich die Benutzung eines Reibungsvorgeleges, um innerhalb beliebiger Grenzen leicht Aenderungen in der Arbeitsgeschwindigkeit vornehmen zu können. Für hohe Belastungen, etwa über 50000 kg, ist der Schraubenantrieb nicht zweckmäßig, weil er an sich durch Reibung einen allzu großen Kraftaufwand erfordert. Hierzu sind hydraulische Pressen mehr geeignet, die zur Erzielung stoßfreier Belastung am besten durch einen selbsttätigen Druckerzeuger betrieben werden. In letzteren wird bekanntlich eine große Menge Preßflüssigkeit dadurch aufgespeichert, daß sie mittels einer Pumpe unter einen Kolben gebracht wird, der entweder entsprechend dem gewünschten Druck mit Gewichten belastet ist oder auf dessen andrer Seite durch das Anheben des Kolbens ein Gasdruck erzeugt wird. Das Druckwasser wird dann aus dem Akkumulator stoßfrei zum Zylinder der Probiermaschine geleitet. Derartige Einrichtungen sind in der Regel nur für ortsfeste Anlagen geeignet. Die Firma Amsler-Laffon&Sohn baut nun für den Betrieb von Festigkeitsprobiermaschinen eine doppeltwirkende Kolbenpumpe (Fig. 1–4), deren Stöße durch einen mit hochgespannter Luft gefüllten Windkessel ausgeglichen werden. Ein mit letzterem verbundenes Federmanometer sorgt dafür, daß der gewünschte Höchstdruck nicht überschritten wird [3]. Die Druckflüssigkeit, Rizinusöl, tritt aus dem Behälter A bei B in die Pumpe und wird von dieser über O und N durch das Rohr C in den Zylinder D gedrückt. Sein oberer Teil d (Fig. 4) bildet den Windkessel. Nach unten wirkt das Oel auf den Kolben k. Dieser drückt den Rahmen E nach unten, wobei die Feder F dem im Zylinder herrschenden Flüssigkeitsdruck entsprechend zusammengepreßt wird. Der obere Teil G des Rahmens trägt die Stange H (Fig. 1), die mittels Hebel die Ventilstange anhebt, bis das Ventil bei der dem beabsichtigten Höchstdruck entsprechenden Zusammendrückung der Feder F den[719] Zutritt des Oeles zur Pumpe absperrt (Fig. 2). Nun läuft die Pumpe so lange leer, bis der Druck im Zylinder D durch Entnahme von Oel zum Betrieb der Festigkeitsprobiermaschine wieder sinkt. Die Leitungen zu den Maschinen werden bei K an den Zylinder D angeschlossen. Bei n fließt das Oel von den Maschinen in den Behälter A zurück. – Will man vorübergehend mit höherem Druck arbeiten, als der Einstellung der Feder F entspricht, so hebt man die Stange H von Hand an, und nun tritt das Sicherheitsventil in Tätigkeit. Eigenartig ist auch die Anordnung der Pumpe, indem nicht der Kolben, sondern das Pumpengehäuse O bewegt wird. Die Bewegung erfolgt von der Kurbelwelle U aus durch das die Querhäupter a, b verbindende Gestänge s. Zieht es das Pumpengehäuse O nach oben, so steigt das Oel von B aus in dem hohlen Kolben P (Fig. 2) an und gelangt über das Kugelventil R in den Raum r. Kehrt die Bewegung um, so schließt sich das Kugelventil R und das Oel wird durch den Kanal Q, die beiden oberen Kugelventile S und T öffnend, in das Rohr C und den Zylinder D gedrückt.

Der Antrieb erfolgt entweder mittels Riemenscheiben (Voll- und Leerscheibe) oder mittels Elektromotors, wie Fig. 2 und 3 zeigen. Das in die Zahnung des Schwungrades M eingreifende kleine Rad ist dann aus Rohhaut gefertigt.

In die Druckwasserleitung der hydraulisch betriebenen Maschinen sind Regulierventile einzuschalten, die gestatten, den Wasserzufluß so zu regeln, daß die Streckung oder sonstige Formänderung der Probe sich stets mit der gewünschten Geschwindigkeit vollzieht. Eine sehr zweckmäßige Betätigung der hydraulischen Presse von Hand erfolgt, wie bei den Maschinen von Delaloë [4], [5] und Amsler-Lasson & Sohn [6], mittels einer zweiten Presse, deren Kolben durch eine Schraube mit Kurbel bewegt wird. – Nach dem Vorgesagten kann also in den Unterschieden der allgemeinen Anordnung der Festigkeitsprobiermaschinen, d.h. darin, ob dieselben stehend oder liegend ausgebildet und mit einer Kraftschraube oder hydraulischen Presse als Spannwerk ausgerüstet sind, ein grundsätzlicher Vorzug irgend eines Systems vor dem andern nicht gefunden werden. Bei Beschaffung einer Maschine wird vielmehr diesen Unterschieden nur insofern Rechnung zu tragen sein, als der verfügbare Raum zur Aufteilung und die in ihm vorhandenen, zum Antrieb der Maschine ausnutzbaren Kraftquellen dies bedingen.

Als Vorrichtungen zur Kraftmessung oder Anzeige der Beladungen dienen entweder Hebelwagen mit Belastung durch Aufsatzgewichte und Laufgewichte oder Pendelwagen und Federwagen, ferner hydrostatische Meßvorrichtungen, sogenannte »Meßdosen«, bei denen die dem Probestabe erteilte Belastung als Zug- oder Druckbelastung auf den ringsum federnd abgedichteten Deckel eines zylindrischen Gefäßes übertragen und der hierdurch in letzterem erzeugte Flüssigkeitsdruck schließlich durch eine Manometervorrichtung oder wieder durch eine Wage angezeigt wird. Die erste mit derartiger Meßdose ausgestattete Maschine ist meines Wissens[720] diejenige von Thomasset [7]. Durch Emery [6], [8] ist die Meßdose später vervollkommnet worden, und in jüngster Zeit werden Meßdosen von mehreren Firmen nach den Konstruktionen von Martens [9] gebaut.

Die Konstruktion dieser Dosen beruht darauf, daß die Flüssigkeitsverdrängung aus dem mit einem Federmanometer verbundenen Gefäß und somit auch der Weg des Dosendeckels beim Belasten außerordentlich gering ist, so daß Metallmembranen zum Abdichten des Deckels gegen das Gefäß verwendet werden können. Notwendig hierzu ist vollständige Entlüftung der Dose. Diese nicht leicht zu erfüllende Forderung tritt zurück bei der Meßdose (D.R.P. Nr. 147170) der Düsseldorfer Maschinenbauaktiengesellschaft vorm. J. Losenhausen. Bei ihr wird das Dosengefäß a (Fig. 5) mit einer dünnen elastischen Gummischeibe b überspannt. Die zu messende Beladung wird durch den Kugelzapfen k auf den Kolben d übertragen, der im Zylinder c geführt und am oberen Ende durch eine zweite elastische Membrane g staubdicht gegen den Zylinder c abgeschlossen ist. Der Zapfen k ragt tief in den Kolben hinein, so daß die Belastung der Probe zwanglos und zentrisch auf den Kolben übertragen wird. Der Hohlraum zwischen Zylinder und Kolben ist mit Knochenöl gefüllt. Der Zylinder ist durch den Ring h heruntergehalten, so daß er sich beim Anspannen der Schrauben i nicht verziehen kann. Der Kanal l führt zum Manometer, an dem der Druck in der Meßdose a abzulesen ist. Das Zifferblatt ist nach Kilogramm oder Tonnen geteilt und drehbar, so daß seine Nullmarke vor dem Versuch auf den Zeiger eingestellt werden kann. Besonders wird dies erforderlich, wenn die an dem Zapfen k angreifenden Einspannteile der Maschine ausgewechselt werden und hierdurch die Anfangsbelastung der Dosenfüllung sich ändert. Der Widerstand, den die Membranen b und g der geringen Bewegung des belasteten Kolbens entgegensetzen, hat sich nach den Untersuchungen des Werkes mit Membranen bis zu 3 mm Dicke als kaum meßbar und daher ohne wesentlichen Einfluß auf die Empfindlichkeit der Messung erwiesen. Die Stellung des Kolbens ist ebenfalls ohne Einfluß auf die Lastanzeige, wie Versuche ergaben, bei denen der Kolben bis zu 3 mm tief in die Dose a hineinragte. Dieser Umstand ist insofern von Bedeutung, als ohne Gefahr für die Genauigkeit der Messung Luft in der Dose zurückbleiben darf und selbst geringe Verluste an der Druckflüssigkeit belanglos sind. Eine Zeigervorrichtung, die auf der oberen Fläche des Kolbens angebracht ist, läßt jederzeit erkennen, ob der Kolben nicht etwa auf den Boden des Gefäßes a oder mit dem unterhalb g sitzenden Begrenzungsring aufstößt.

Hydraulisch betriebene Festigkeitsprobiermaschinen werden ebenfalls vielfach mit den genannten Wiegeeinrichtungen ausgerüstet; erforderlich sind solche indessen bei ihnen nicht; die Belastung kann vielmehr aus dem im Preßzylinder herrschenden Flüssigkeitsdruck und der Kolbenfläche berechnet werden, wobei der Flüssigkeitsdruck am Federmanometer abzulesen ist. Diese Maschinen haben vor den mit Wage als Kraftmesser ausgerüsteten den Vorzug großer Einfachheit. Als Nachteil haftet ihnen zunächst an, daß der Widerstand, den die Reibung der Bewegung des Kolbens entgegensetzt, mit in Rechnung zu ziehen ist. Dieser Nachteil ist jedoch, wenigstens bei stehenden Maschinen, im allgemeinen gering, indem die Reibung in der Kolbendichtung bei guter Wartung der Maschine erfahrungsgemäß für alle Drucke als annähernd gleichgroß angesehen und bei großen Belastungen ganz vernachlässigt werden kann, da sie dann unter 1% der Belastung beträgt. Die Einrichtung von Stummer [10] bezweckt, eine gleichbleibende Reibung zu erzielen, und bei der Maschine von Amsler-Lasson & Sohn [6] und der 600-t-Maschine der Union Bridge Company zu Athen, Pa. [11]–[13], sind die Reibungswiderstände dadurch ganz vermieden, daß der Kolben nach System Amagat [14] möglichst sorgfältig in den Zylinder eingeschliffen ist und ohne besondere Dichtung arbeitet. Hiermit ist indessen der Nachteil verbunden, daß die Druckflüssigkeit (wenn auch bei guter Arbeitsausführung nur in geringen Mengen) zwischen Kolben und Zylinderwandung beständig austritt und daher der Druck nicht für längere Zeit gleichbleibend erhalten werden kann, wie es für Elastizitätsbestimmungen erforderlich ist. Bei liegenden Maschinen ist der aus dem Zylinder heraustretende Kolben zu unterstützen, wodurch immerhin unkontrollierbare Reibungswiderstände entliehen können, die dann als Belastung der Probe mitgerechnet werden. Von größerer Bedeutung ist der Nachteil, daß die Federmanometer unter dem heftigen Rückschlage beim Bruch der Probe leiden und, sofern dieser Rückschlag nicht durch ein vorgeschaltetes Rückschlagventil abgemildert wird, häufig nachgeprüft werden müssen. Aus diesem Grunde sollte man stets zwei Manometer an den Zylinder anschließen und von ihnen das eine nur zur regelmäßigen Kontrolle des dauernd in Benutzung stehenden zweiten Manometers verwenden.

Das Pendelmanometer von Amsler-Lasson & Sohn [3] ersetzt die Federmanometer. Bei ihm wird der im Zylinder der Festigkeitsprobiermaschine herrschende Druck in einen zweiten kleineren Zylinder geleitet und durch dessen Kolben auf ein Pendel übertragen, so daß die Kraftleistung der Maschine an dem Pendelausschlag beobachtet und zugleich mit der Formänderung der Probe zur Schaulinie verzeichnet werden kann. Die Anordnung ist folgende (s. Fig. 6–8): Das bei S gelagerte Pendel T wird an dem wagerechten Hebel R durch den[721] Zaum Q von dem Kolben B des Hilfszylinders O betätigt, dem die Druckflüssigkeit aus dem Arbeitszylinder der Festigkeitsprobiermaschine durch die Rohre N und P über das Ventil M zufließt. Der Ausschlag des Pendels wird durch den Arm U auf die Stange V und von dieser durch das Rädchen r auf den Zeiger W übertragen, der ihn als Maß der zu bestimmenden Kraft auf dem Zifferblatt anzeigt. Beim Entlasten wird der Zeiger durch ein kleines Gewicht mit zurückgedreht; die erreichte Höchstlast bleibt durch einen Schleppzeiger gekennzeichnet. Zum Aufzeichnen von Schaulinien trägt die Stange V den Schreibstift s, während die Schreibtrommel L der Formänderung der Probe entsprechend durch den Schnürzug Y gedreht wird. Um dem Pendel je nach der beim Versuch erwarteten Höchstlast verschiedene Empfindlichkeit zu erteilen, dient das Aufsteckgewicht A, das entweder ganz fortgelassen oder zum Messen kleiner Belastungen bei a und für große Belastungen bei b angebracht wird. Damit die Kraftmessung möglichst unbeeinflußt von Reibungswiderständen erfolgt, ist die Pendelachse sowohl als auch das Gelenk zwischen Zaum Q und Hebelarm R mit Kugellagerung ausgestattet und ferner der durch die Handkurbel Z zu betätigende Schnürzug D angeordnet, mit dem der Kolben B im Hilfszylinder O ständig gedreht werden kann.

Ein eigenartiges Verfahren der Kraftmessung verwendet Frémont [5] bei seinen Maschinen. Er bestimmt die Belastung aus der Formänderung des Maschinengestells, nachdem er zuvor durch besondere Versuche die Beziehungen zwischen diesen Formänderungen und den Belastungen festgestellt hat. Sofern das Maschinengestell aus Gußeisen gefertigt ist, erhält man kein proportionales Verhältnis zwischen Kräftemaßstab und Belastung. Aber abgesehen von diesem Nachteil haftet dem Verfahren von Frémont noch der Mangel an, daß die Formänderung des Maschinengestells von der Kraftrichtung, also von der mehr oder weniger vollkommen zentrischen Einspannung der Probe abhängig ist.

Der Bedingung einer stoßfreien Belastungssteigerung entsprechen am wenigsten die Hebelwagen mit von Hand auswechselbaren Gewichten. Eine wesentliche Verbesserung liegt in der Anwendung mechanischer Gewichtsaufleger, wie sie bei den Maschinen von Göllner, Emery und Märtens angewendet sind. Die Hebelwagen mit Laufgewicht gestatten stoßfreie Belastungssteigerung und haben außerdem noch den Vorzug, daß mit ihnen eine stetige Auswägung der Spannungszunahme bis zur Höchstlast leicht zu erreichen ist. Dasselbe gilt von den Pendelwagen, den Federwagen und den Meßdosen. Mit ihnen läßt sich ferner auch der Verlauf der Spannungsabnahme verfolgen, die je nach der Zähigkeit des Materials mehr oder weniger weit vor Eintritt des Bruches stattfindet und dann z.B. beim Zugversuch von starken örtlichen Querschnittsverminderungen begleitet ist (s. Zerreißversuch). Bei den Pendel- und Federwagen ist der Verlauf der Spannungsabnahme zwar in etwas dadurch beeinflußt, daß das Pendel und die Feder selbst als Spannwerk wirken, so daß sie eine Beschleunigung der Formänderung und somit eine Verringerung der Spannungsabnahme veranlassen. Ausgenommen ist hiervon die Federwage mit Schaulinienzeichner, die A. Martens zu der 1000 kg. Maschine von Rudeloff konstruierte [15]. Bei ihr besteht die Feder aus einem einfachen Stahlstab, dessen Dehnung als Maß der Belastung mit Hilfe eines Diamanten in eine Glastafel eingeritzt wird, die der Dehnung des Versuchsstabes entsprechend durch einen Schnürzug senkrecht zur Bewegungsrichtung des Diamanten bewegt wird. Die Dehnung des Federstabes beträgt bei 1000 kg Belastung etwa 0,7 mm und die Dehnung der Probe wird in erheblicher Verkleinerung aufgezeichnet. Die Ordinaten der Schaulinie sind daher nach dem Versuch mikroskopisch auszumessen. Einen ähnlichen Apparat, bei dem die Dehnung des Federstabes auf mechanischem Wege in vergrößertem Maßstabe verzeichnet wird, konstruierte Kennedy [16]. Die Meßdosen wirken nicht als Spannwerk, indem der bewegliche Deckel des Druckgefäßes selbst bei großen[722] Spannungsänderungen immer nur einen kleinen Weg beschreibt und der Probestab daher sehr schnell bis zum Gleichgewicht zwischen seiner inneren Spannung und der äußeren Belastung entlastet wird, sobald er streckt.

In der Regel ist es bei Festigkeitsuntersuchungen von Wert, nicht nur die Bruchbelastung der Probe festzustellen, sondern auch deren Formänderungen bei fortschreitender Belastung zu beobachten. Für derartige feinere Messungen sind besondere Apparate (s. Dehnungsmesser) zu benutzen. Mit ihnen können indessen die Formänderungen immer nur für eine Reihe von Belastungsstufen festgestellt werden, und man muß daher, um den ganzen Verlauf der Formänderungen übersehen zu können, aus den Beobachtungswerten sogenannte Schaulinien oder Festigkeitsdiagramme verzeichnen, indem man unter Zugrundelegung eines rechtwinkligen Koordinatensystems die Belastungsstufen als Ordinaten und die zugehörigen Beobachtungswerte für die Formänderungen als Abszissen aufträgt und die so erhaltenen Punkte durch einen ununterbrochenen Linienzug verbindet (s. Fig. 9). Eine Reihe von Festigkeitsprobiermaschinen ist nun mit besonderen Apparaten, sogenannten Schaulinienzeichnern oder Diagrammapparaten, verbunden, die das Aufzeichnen dieser Schaulinien selbsttätig bewirken. Solche Maschinen sind besonders geeignet, das Verhalten der Probe während des Fließens (s. Zerreißversuch) zu untersuchen, indem sie jede Aenderung im Spannungszustand anzeigen. Zur Ermittlung des Elastizitätskoeffizienten sind die Schaulinienzeichner jedoch nicht zu verwenden, da ihre Aufzeichnungen im Hinblick auf die geringen Formänderungen innerhalb der Proportionalitätsgrenze zu ungenau sind.

Die selbsttätige Aufzeichnung erfolgt am einfachsten bei Maschinen mit Laufgewichts-, Pendel- oder Federwagen, indem der Schreibstift, entsprechend dem Wege des Laufgewichtes oder dem Pendelausschläge oder der Federdehnung, geradlinig vor einer Schreibtafel oder Trommel bewegt wird, die der Formänderung des Probestabes entsprechend durch einen Schnürzug verschoben oder gedreht wird. Bei Maschinen mit hydraulischem Antrieb ohne besondere Wiegevorrichtung wird mit Vorteil der Schreibapparat von J. Losenhausen (Fig. 10) verwendet. Hierbei gelangt die Flüssigkeit, deren Druck gemessen werden Toll, durch die Röhrchen 1 und 2 über den Verteiler 3 und durch den Flansch 4 in die kleine Meßdose a, deren Konstruktion genau die gleiche ist wie die der Hauptmeßdose der Maschine (s. Fig. 5), Der Kolben d wird durch den Flüssigkeitsdruck gehoben und überträgt die wirksame Kraft durch das Gehänge f und die Schneide e auf den Schreibhebel z. Er ist mit Schneide k an dem Konsol l gestützt und wirkt mit der dritten Schneide m durch das Gehänge n auf die Feder o ein, diese spannend. Der Schreibstift t bewegt sich hierbei entsprechend der Dehnung der Feder, also auch der zu messenden Belastung, auf einem Kreisbogen abwärts. Die Schreibtrommel p wird durch eine seine, über die Rolle r laufende und durch das Gewicht u straff gehaltene Kette der Formänderung der Probe entsprechend gedreht. Nach Lösen der Schrauben s kann sie frei um die Nabe der Rolle r gedreht werden. Die Flügelmutter w dient dazu, den Schreibstift t zu Beginn des Versuches auf die Nullinie des auf dem Schreibpapier vorgezogenen Koordinatennetzes einzustellen. Durch das Ventil v kann der Apparat ausgeschaltet werden [3].

Die Prüfung der Maschinen auf die Richtigkeit ihrer Lastanzeige ist bei stehenden, vertikal abwärts wirkenden Maschinen bis zu gewissen Grenzen leicht durch unmittelbares Anhängen von Gewichten bekannter Größe an die Wägevorrichtung zu ermöglichen. Bei liegenden Maschinen und denjenigen stehenden Maschinen, bei denen der Antrieb an das obere Ende verlegt ist, sind zur Prüfung der Lastanzeige besondere Vorrichtungen erforderlich, deren einfachste Form ein gerader oder Winkelhebel ist. Einige Maschinen, z.B. die Werder-Maschine, sind unmittelbar mit solchen Kontrollwagen ausgerüstet Dieselben bedürfen nun aber wieder selber der Kontrolle, so daß ihre Anwendung nicht immer zu dem wünschenswerten Genauigkeitsgrad führt, der nicht unter 1% betragen sollte. Daher verwendet man zweckmäßig zur Kontrolle der Wägevorrichtung hinreichend starke Probestäbe, deren elastische Formänderungen zuvor auf richtig justierten Maschinen oder bei unmittelbarer Gewichtsbelastung ermittelt sind und die dann, niemals über die Elastizitätsgrenze hinaus beansprucht, auf allen zu prüfenden Maschinen stets die gleichen elastischen Formänderungen für bestimmte Belastungen zeigen müssen, falls die Lastanzeigen der Maschine richtig sind [2], [17], [18]. Man sollte sich aber bei dieser Prüfungsweise nicht, wie es meistens zu geschehen pflegt, mit geringen Belastungen begnügen, sondern möglichst bis zur Höchstleistung der Maschine gehen, da es nicht ausgeschlossen ist, daß der Kraftmesser mit wachsender Belastung Aenderungen erleidet, z.B. Verbiegen der Hebel, Verschiebung der Schneiden in den Hebeln u.s.w., wodurch auch das Uebersetzungsverhältnis sich ändert.

Eine Vorrichtung zur Prüfung der Kontrollstäbe mit direkter Gewichtsbelastung bis 10 t ist von A. Märtens angegeben (Fig. 11). Der Martenssche Kontrollstabprüfer [9] besitzt zehn gußeiserne Scheiben a von je 1000 kg Gewicht (Fehlergrenze 200 g), die durch die hydraulische Presse f gehoben und gesenkt werden können und sich beim Senken an den zu prüfenden Stab nacheinander anhängen. Der Stab hängt mit dem einen Ende an dem Querhaupt g, das[723] mit Hilfe der auswechselbaren Ringe h in beliebiger Höhe einstellbar, von den Stangen b getragen wird. Diese Stangen stehen in der Grundplatte der Maschine und werden durch das Wandkonsol c gehalten. Das untere Stabende geht durch das Querhaupt e, das mit drei Spitzen d auf der obersten Gewichtsscheibe a ruht. Die Verbindung der Stabenden mit den Querhäuptern g und e erfolgt mittels Kugellager (s. Einspannvorrichtungen). Beim Senken des Kolbens der Presse f hängt sich zunächst das Querhaupt e unmittelbar an den Stab an und dann eine der Scheiben a nach der andern, indem sie sich von der nächstunteren abheben und auf Fangscheiben legen, die an dem vom Querhaupt e getragenen Gestänge l sitzen. Die Fangscheiben haben konische Stützflächen, so daß die Scheiben a bei jedesmaligem Abheben immer wieder zentriert werden, um reibungsfrei zu hängen.

Zu den Maschinen mit Kraftschraube und Hebelwage gehören:

1. Die Materialprüfungsmaschine »Gravenstaden« (Fig. 12 und 12a). Die Mutter der aufwärts ziehenden Kraftschraube ist an dem oberen Ende des starken Maschinengestelles drehbar gelagert und bildet die Nabe eines Stirnrades, das durch Vorgelege mit Schneckenrad entweder von Hand (bis zu 30000 kg) oder durch Riemenzug (bis zu 50000 kg) betrieben werden kann. Die Hebelwage besteht aus einem sogenannten Differentialgehänge mit Laufgewicht bei einer Uebersetzung von 1 : 200. Das Laufgewicht wird von Hand mittels Spindel verschoben, wobei eine Umdrehung der letzteren einem Belastungszuwachs von 500 kg entspricht. Kleinere Belastungsstufen von je 25 kg sind als Teile der vollen Spindelumdrehung an einer Trommel abzulesen. Durch Verschiebung des Laufgewichtes über die ganze Länge des Hebels wird die Belastung bis auf 40/000 kg gesteigert. Zur Erzielung höherer Beladungen ist der Hebel am Ende durch Anhängegewichte unmittelbar zu belasten. Die Maschine ist mit einem Schaulinienzeichner ausgerüstet [6], [19]–[22].

2. Die Maschine von Mohr & Federhaff; sie unterscheidet sich von der vorgenannten durch die umgekehrte Anordnung der Kraftschraube zur Hebelwage (s. Fig. 13). Der Antrieb der in der Grundplatte der Maschine gelagerten Mutter der Kraftschraube geschieht durch Wurmrad und Schnecke, die ihrerseits entweder mit einem doppelten Rädervorgelege in Verbindung steht oder unmittelbar betätigt wird. Der Antrieb kann entweder unmittelbar durch eine Handkurbel oder von einer Transmission aus durch ein

Reibungsvorgelege erfolgen. Die Differentialwage, an die der Probestab mit seinem oberen Ende angreift, stützt sich in einer Schneide auf das von zwei Säulen getragene Querhaupt der Maschine. Durch eine Zugstange steht der obere Hebel mit einem zweiten [724] Hebel in Verbindung, auf dem das Laufgewicht zum Auswiegen der Belastung verschoben wird [6], [21], [23], [24]. Aehnliche Maschinen liefert Carl Schenck, Eisengießerei und Maschinenfabrik in Darmstadt.

3. Die 50-t-Maschine der Düsseldorf er Maschinenbau-Aktiengesellschaft vorm. J. Losenhausen. Fig. 14 und 14a zeigen die Gesamtansicht der stehend angeordneten Maschine. Die Krafterzeugung erfolgt in der Regel mittels Schraube; auf Wunsch wird die Maschine aber auch mit hydraulischem Antrieb ausgerüstet. Zur Kraftmessung dient eine Laufgewichtswage; ein Schaulinienzeichner und ein unmittelbar an den Probestab anzubringender Dehnungsmesser vervollständigen die Einrichtung. Die Maschine ist auf einer starken gußeisernen Grundplatte aufgebaut, die ihre Aufteilung auf ebenem Boden ohne kostspielige Fundamente ermöglicht.

Bei Maschinen mit Kraftschraube erfolgt der Antrieb mittels Schnecke und Schneckenrad, dessen Nabe die Mutter für die Kraftschraube trägt. Die Schnecke ist entweder unmittelbar mit einem Elektromotor von 3 PS. gekuppelt oder durch ein Reibungsvorgelege mit Riemenantrieb betätigt. Letzteres gestattet, das Schneckenrad nach beiden Richtungen anzutreiben und mittels Ausrückhebels augenblicklich stillzustellen. Die größte Spindel- (Dehnungs-) geschwindigkeit beträgt sowohl beim elektrischen als auch beim Riemenantrieb, wenn nicht andre Abmachungen getroffen werden, 20 mm in der Minute. Um die Reibungswiderstände im Antrieb möglichst gering zu gestalten, läuft die Mutter der durch Führung am Maschinengestell gegen Drehung gesicherten Kraftschraube auf Kugellagerung und die Schnecke in einem staubfrei abgedichteten Oelbade. Die Lagerung des Antriebes ist so angeordnet, daß sämtliche Teile nach dem Abheben des Deckels aus der Grundplatte oben herausgenommen werden können, ohne daß die Säulen oder irgend ein andrer Maschinenteil zuvor entfernt werden müßte. Die Laufgewichtswage zur Kraftmessung besteht aus dem Hebel E mit dem Uebersetzungsverhältnis 1 : 100 und dem eigentlichen Laufgewichtshebel F, mit E durch die Stange G verbunden. Das Laufgewicht H läuft, durch den Seilzug III betätigt, mit Rollen auf seinem Hebel und ist an demselben bei der Nullstellung durch die Gegengewichte J und J1 ausgeglichen. Die Einteilung des Laufgewichts während des Versuches kann von Hand oder durch die Maschine selbsttätig bewirkt werden, ohne daß die bewegende Kraft ein die Wägung beeinflussendes Moment auf den Laufgewichtshebel ausübt. Die selbsttätige Einstellung des Laufgewichts geschieht von der Schneckenwelle zum Antrieb der Kraftschraube aus wie folgt. Der über die Seilscheiben 1–7, von denen 1 auf der Schneckenwelle und 4 und 6 auf derselben Achse sitzen, geleitete und bei 3 durch das Gewicht a gespannte, endlose Seiltrieb I überträgt die Bewegung der Schnecken- oder Motorwelle K auf die wagerechte Reibungsscheibe b, die mit der Seilscheibe 5 aus einem Stück gefertigt ist. b wird durch Federdruck gegen die zweite Reibungsscheibe c gepreßt und setzt letztere mit mehr oder weniger großer Geschwindigkeit in Bewegung, je nachdem sie durch Verschieben ihrer Welle d von der Drehachse der Scheibe b abgerückt wird. Mit der Welle d dreht sich eine auf ihr befestigte Seilscheibe. Von dieser führt der Seiltrieb II über die Scheiben 9,10 und 11, von denen 10 wieder ein Spanngewicht g trägt. Die Achsen der Scheiben 9 und 11 sind auf kurze Strecken mit Schneckengewinde versehen; ihnen gegenüber stehen die Schneckenräder 12 und 13. Letztere sitzen mit den Stirnrädern 14 und 15 auf denselben Hülsen, deren feststehende Achsen von dem Laufgewichtshebel F getragen werden und sich in gleichem Abstande (rechts und links) von der Stützschneide L des Laufgewichtshebels befinden. Wird nun während des Versuchs der Laufgewichtshebel durch die Spannung des Probestabes angehoben, so kommt das Schneckenrad 12 in Eingriff mit der Schneckenwelle der Scheibe 9, wird durch diese angetrieben und betätigt durch den ebenfalls hergestellten Eingriff der beiden Stirnräder 14[725] und 15 ineinander und durch die Seilscheibe 16 den Seiltrieb III derart, daß letzterer das Laufgewicht nach links verschiebt. Sobald die Spannung des Probestabes an der Wage im Gleichgewicht ist und der Hebel F auf die feste Marke M einspielt, ist das Schneckenrad wieder ausgerückt und der Seiltrieb III sowie das Laufgewicht stehen Hill. Ist aber das Laufgewicht zu weit nach links gerückt, so daß sein Moment größer ist als das der Spannung des Probestabes, und der Laufgewichtshebel absinkt, so kommt das Schneckenrad 13 in Eingriff mit der Schneckenwelle der Scheibe 11. Die Scheibe 16 wird nun im umgekehrten Sinne gedreht wie vorher und das Laufgewicht durch den Seilzug III nach rechts zurückgezogen. Um den Seiltrieb III stets straff zu halten, ist die Lage der Scheibe 17 mit einer nach links wirkenden Spannfeder verbunden. Der Ausschlag des Laufgewichtshebels nach oben und unten ist durch die Maulweite des Sperrstückes O begrenzt. Um den Hebel festzustellen, wird es an dem Griff P nach links umgelegt. Reißt die Probe, so arbeitet die Schneckenwelle bis zum Stillstellen des Motors weiter. Damit aber das Laufgewicht beim Bruch der Probe in seiner augenblicklichen Stellung stehen bleibt, ist folgende Einrichtung getroffen, mit der der Seiltrieb II angehalten wird. An die auf der Welle d sitzende Seilscheibe ist ein Sperrad angegossen; der zu ihm gehörige Sperrhebel ist durch den Zug der Kette außer Eingriff, solange die Kraftschraube S unter der Spannung der Probe die Antriebsmutter nach oben zieht und die Kettet durch den Hebel l angespannt wird, indem das Ende seines kurzen Armes in einer Nute am oberen Ende der Mutter gleitet und nach oben gedrückt wird.

Wenn die Probe reißt, so genügt die geringe Abwärtsbewegung der Mutter unter ihrem Eigengewicht, um die Kette k an dem Sperrhebel so weit nachzulassen, daß der Sperrzahn des Hebels in das Sperrad einfällt. Da die Welle d hierdurch an der Drehung verhindert ist, so steht der Seiltrieb II und damit zugleich der Seiltrieb III für die Laufgewichtsbewegung sofort still Die Scheibe b gleitet unter der Scheibe c, bis auch der Motor abgestellt ist. Der Schaulinienzeichner besteht aus einer Trommel, die durch einen Kettenzug der Verschiebung des Laufgewichts entsprechend gedreht, und dem Schreibstift, der der Dehnung des Probestabes entsprechend gesenkt wird, wobei seine Tragestange am Maschinengestell geführt ist. Eigenartig ist die Uebertragung der Stabdehnung auf den Kettenzug. Auf den Probestab sind in den Endquerschnitten der Meßlänge Bügel aufgeschraubt. Gegen diese stützen sich die Enden von zwei teleskopartig ineinander geschobenen Röhren, von denen jedes eine Rolle trägt. Infolge dieser Anordnung nähern die beiden Rollen sich beim Versuch um die Stabdehnung, und die über die Rollen geleitete Kette wird um den doppelten Betrag nachgelassen. Der Weg des Schreibstiftes auf der Trommel Hellt also die Dehnung im doppelten-Maßstabe dar. – Der Dehnungszeiger sitzt auf der Achse derjenigen Rolle, über welche die Kette zum Schreibstifthalter heruntergeführt wird. Diese Rolle ist aus zwei Scheiben gebildet (s. Fig. 15), die verschieden weit voneinander einzustellen sind, um die Tiefe der Kettenrolle ändern und hierdurch das Uebersetzungsverhältnis für die Dehnungsanzeige richtig einstellen zu können [3]. Neuerdings wird der Dehnungsmesser mit einer Einrichtung geliefert, die beim Bruch des Probestabes[726] den Dehnungszeiger augenblicklich stillstellt, so daß er die Dehnung auch nach erfolgtem Bruch noch anzeigt.

4. Die Maschine von Fairbanks ist in der Hauptsache eine Brückenwage, deren aus I-Trägern gebildete Plattform die durch zwei Kraftschrauben auf den senkrecht hängenden Probestab ausgeübte Belastung aufnimmt und auf das Hebelwerk der Wage überträgt. Die Auswägung der Belastung erfolgt mittels Laufgewichten. Die in Fig. 16 schematisch dargestellte Wägevorrichtung wird aus neun Hebeln gebildet, von denen der letzte mit zwei auf gesonderten Bahnen verschiebbaren Laufgewichten von verschiedener Größe ausgerüstet ist. Die gesamte zulässige Verschiebung des kleineren Laufgewichts entspricht einem Belastungszuwachs von 5000 kg, die des größeren einem solchen von 50000 kg. Sobald das erstere beim Versuch am Ende seines Weges angekommen ist, wird das größere um ein Zehntel vorgeschoben und gleichzeitig das kleinere so weit zurückgeführt, bis die Gleichgewichtslage der Wage unter stetigem Betriebe der Maschine wiederhergestellt ist. Durch zwei Uhrwerke, die mittels elektrischer Kontaktapparate bezw. Umschalter mit dem Antrieb der Laufgewichte gekuppelt und wieder ausgelöst werden, erfolgt die Verschiebung der Laufgewichte den Spannungen im Probestabe entsprechend selbsttätig. Zugleich wird eine Schaulinie von dem Verlauf des Versuches verzeichnet, indem die Stabdehnung durch einen Schnürzug in geradlinige Bewegungen eines Zeichenstiftes umgesetzt wird, der seinen Weg auf einer mit Papier belegten Trommel verzeichnet, die der Belastungszunahme entsprechend durch einen Schneckentrieb von den Laufgewichten aus gedreht wird. Beim Bruch des Stabes wird durch Unterbrechung des elektrischen Stromes der Zeichenstift festgestellt und der Antrieb der Maschine selbsttätig ausgerückt. Zur Ausführung von Biegeversuchen sind auf der Plattform der Wage zwei verstellbare Stützlager angeordnet [20], [21], [25], [26].

5. Die Maschine von Olsen zur Anstellung von Zug-, Druck- und Verwindungsversuchen gleicht ihrer Grundanordnung nach derjenigen von Fairbanks, indem die Belastung der Probe bei ihr ebenfalls als Druck auf eine Plattform und von dieser auf die mit Laufgewicht versehene Wäge Vorrichtung übertragen wird [12], [13], [27]–[29], [6].

6. Die Maschine von v. Tarnogrocky in Essen, mit einer Neigungs- oder Pendelwage zur Lastanzeige, ist für größere Belastungen Stehend angeordnet, im übrigen ist ihre Wirkungsweise die gleiche wie bei den kleineren Maschinen für Drahtprüfungen (s.d.). Die Maschine wird in 19 verschiedenen Größen für Belastungen von 600–100000 kg gebaut und zwar Sowohl mit Schraubenantrieb als auch mit hydraulischem Antrieb.

7. Die Maschine von Schopper (Fig. 17) ist bei Stehender Anordnung ebenfalls mit einer Neigungswage ausgerüstet [30]. Die Drehachse des Pendels bildet ein Zapfen, der an einem Ende zur Verminderung der Reibung auf zwei Rollen und am andern zwecks Sicherer Führung in einem Lager ruht. Der Pendelausschlag ist als Maß der Belastung an einem geteilten Kreis Segment abzulesen und durch eine Reihe nacheinander einfallender Sperrklinken im Augenblick des Zerreißens der Probe sichergestellt. Zur Anzeige der Gesamtdehnung der Probe zwischen beiden Einspannbacken ist auf der Drehachse des Gewichtspendels ein zweites Pendel angebracht, das[727] von der unteren Einspannbacke aus durch eine Zugstange derart betätigt wird, daß es mit dem Gewichtspendel den gleichen Ausschlag macht, solange die Probe sich nicht merklich dehnt. Tritt Dehnung ein, so eilt es dem Gewichtspendel voraus und der Unterschied beider Pendelausschläge wird als Maß der Dehnung an einem Kreissegment angezeigt, das an dem Gewichtspendel angebracht ist. Um den Dehnungszeiger im Augenblick des Zerreißens der Probe festzustellen, ist folgende Einrichtung getroffen: Die Zugstange e (Fig. 18), die den Dehnungszeiger K betätigt, steht mit der Spannschraube i durch den drehbaren Winkelhebel R in Verbindung, der zugleich die Verbindung der Schraube i mit der Hülfe H und der Einspannklaue M derart vermittelt, daß er sich während der Belastung schräg stellt und mit dem hinteren Ende hebend auf die Hülfe H wirkt. Beim Bruch der Probe N schlägt die fallende Hülfe den Hebel R linksdrehend zurück, so daß die Nase s den Schieber t und die Zugstange e frei läßt [31]. – Ferner gehören hierher die Maschinen von Rudeloff für 1000 kg Kraftleistung mit Wiegeschale [15] und die stehend angeordnete 5-t-Maschine von Delaloë [5]. Erwähnt seien hier schließlich die Maschinen von Hartig-Reusch [26], [33], Wendler [34], Schlumberger [34] und Schöpfleuthner [35] mit Federwagen.

Zu den Maschinen mit hydraulischem Antrieb und Hebelwage gehören:

1. Die Maschine von Pfaff. Ihr Maschinengestell besteht aus zwei auf Mauerwerk stehenden gußeisernen Rahmen a (Fig. 19), die am oberen Ende durch zwei Stehbolzen e miteinander in paralleler Lage verschraubt sind und am unteren Ende den Preßzylinder b, mit dem Boden nach oben gerichtet, zwischen sich aufnehmen. Der abwärts wirkende Tauchkolben c ist mit der durch den Zylinderboden hindurchgehenden Kolbenstange aus einem Stück gefertigt. Beide sind der Länge nach durchbohrt und tragen im Innern die Schraubenspindell s, deren feststehende Mutter t unten in den Kolben eingelassen ist und welche am oberen, gabelförmigen Ende die eine Einspannung für den Probestab trägt. An den Griffen s1 wird die Spindel der Länge des Probestabes entsprechend eingestellt. Der Kolben ist an vier über Rollen laufenden Drahtseilen aufgehängt. Das von letzteren getragene Gewicht d hebt die Wirkung des Eigengewichts des Kolbens auf den Probestab auf und führt den Kolben nach beendetem Versuche beim Ablassen des Druckwassers stets in seine Höchststellung zurück. – Die Wägevorrichtung besteht bei den älteren Ausführungen der Maschine aus einem zweiarmigen geraden Hebel h mit 500facher Uebersetzung und der von ihm getragenen Belastungsschale i. Der mittlere gußeiserne Körper f des dreiteilig gefertigten Hebels g f h stützt sich mit zwei Schneiden k und k1 auf die vom Maschinengestelle getragenen Pfannen l und l1 und trägt in seinem Innern auf dem durchgehenden Stahlbolzen m die Schneide n, auf welcher der Bügel p für die obere Einspannung mit der Pfanne o hängt. Das von den Stützen q1 getragene Querhaupt q soll verhindern, daß der Hebel aus den Pfannen beim Bruch der Probe herausspringt. Die Belastungsschale hängt über einer Stütze, die nach Art einer Wagenwinde gehoben und gesenkt werden kann, um die Schale mit der Belastung abzufangen. – Beachtenswert ist die Anordnung der Schneide, an welche die Tragstange für die Belastungsschale greift. Die Schneide (Fig. 20) ist[728] der Länge nach aus einem Bolzen herausgearbeitet, der quer in den Hebel eingelassen ist und durch zwei gegengeschraubte Stahlstücke- gehalten wird. Eine drehbare durchgehende Schraube ist dem Schneidenbolzen so nahe gelegen, daß ihr Gewinde den letzteren erfaßt. Wird die Schraube gedreht, so schwingt die Schneide nach rechts oder links, so daß die Länge des Hebelarmes genau eingestellt werden kann [5], [13], [20], [21], [36].

2. Die Maschine von Göllner, die neben der hydraulischen Presse zugleich eine Schraube zur Krafterzeugung besitzt. Beide Spannwerke sind so zueinander angeordnet, daß sie jederzeit ausgewechselt werden können, ohne daß hiermit eine Störung des gerade vorhandenen Belastungszustandes verbunden ist. Hierzu ist die Stange des im Zylinder steckenden Tauchkolbens (Fig. 21) durch die hohle Spannschraube hindurchgeführt und am unteren Ende mit der Einspannvorrichtung für das obere Ende des Probestabes ausgerüstet. Wird die Spannschraube durch Drehung ihrer Mutter, die als Nabe eines Schneckenrades ausgebildet ist, aufwärts bewegt, wobei sie durch ein am Maschinengestell geführtes Querhaupt gegen Drehung gesichert ist, so wird zugleich auch der Zylinder mit angehoben und die in ihm befindliche Flüssigkeit unter Druck versetzt, entsprechend dem Zuge, den der belastete Probestab abwärts ausübt. Zur weiteren Steigerung der Belastung mittels der hydraulischen Presse ist daher nur das mit dem Zylinder verbundene Pumpwerk in Betrieb zu setzen. Zum Auswiegen der Belastung dient ein Laufgewicht und ein mechanischer Gewichtsaufleger. Letzterer besteht aus einem von einer Schraube getragenen Gestänge mit vier Bunden, auf denen scheibenförmige Belastungsgewichte in bestimmten Abständen ruhen, und aus einer von dem Wagebalken getragenen, zentrisch durch die Gewichtsscheiben herabhängenden Stange. Letztere ist mit vier Querteilen versehen, mit denen die Gewichtsscheiben zwecks Belastung der Wage durch entsprechende Senkung des Gestänges nacheinander von den Bunden abgehoben werden [20], [21], [37].

3. Die Maschine von Wicksteed ist ebenfalls stehend angeordnet mit dem hydraulischen Zylinder am unteren Ende. Zur Kraftmessung dient ein oben liegender, zweiarmiger Hebel mit Laufgewicht. Außerdem ist die Maschine mit einem Schaulinienzeichner folgender Anordnung ausgerüstet. Zur Aufzeichnung der Belastung ist der Preßzylinder der Maschine durch eine Rohrleitung L mit einem kleineren zweiten Zylinder A (Fig. 22) verbunden, auf dessen Kolbenstange R die Spiralfeder c aufgeschoben ist, deren Enden sich einerseits gegen die Innenwand der Federhülse F, anderseits gegen einen auf der Kolbenstange angebrachten Ring B stützen. Je nach der Druckspannung im Hauptzylinder erfährt die Spiralfeder eine mehr oder weniger erhebliche Zusammendrückung, deren Größe als Kraftmaß von dem Zeichenstift P auf der mit Papier belegten Trommel D verzeichnet wird. Die Genauigkeit dieser Kraftmessung ist nicht nur von der Manschettenreibung in dem Hauptzylinder abhängig, die einen Teil des Flüssigkeitsdruckes der Einwirkung auf den Probestab entzieht, während er auf den Kolben des Schaulinienapparates voll zur Wirkung kommt, sondern auch von den Reibungswiderständen beeinflußt, die der Bewegung des Kolbens R entgegenstehen. Um die letzteren, die sich der Berechnung entziehen, auf einen möglichst kleinen Betrag zurückzuführen, wird der Kolben R durch das Vorgelege V in beständige Rotation versetzt und die noch verbleibenden Fehler in der Kraftbestimmung dadurch beglichen, daß der Kräftemaßstab des Schaubildes durch unmittelbaren Vergleich der Wägungsergebnisse mit den Aufzeichnungen des Schaulinienapparates empirisch bestimmt wird. – Die Dehnung des Probestabes wird zur Drehung der Zeichentrommel D in der Weise ausgenutzt, daß an dem Probestabe in zwei vorher festgelegten Marken, zwischen denen die Dehnung gemessen werden soll, Klammern J (Fig. 23) angebracht werden, von denen die untere zur Beteiligung eines dünnen Seiles dient, das über der von der oberen Klammer getragenen Rolle zur Seiltrommel führt. Um den Einfluß der Aenderungen in der relativen Lage der Stabmarken zu der Zeichentrommel auszuschließen, ist das Seil nicht unmittelbar von der oberen Marke zur Zeichentrommel ausgespannt, sondern zunächst über zwei weitere Rollen geführt die in den Gelenken des Gestänges G und H (Fig. 22) angebracht sind. Hierdurch ist erreicht, daß die Länge des Seiles zwischen der oberen Stabmarke und der Trommel allzeit unverändert bleibt und die Drehung der letzteren lediglich von dem zunehmenden Markenabstand, d.i. von der Dehnung der Probe, abhängig ist [38]–[40]. Bei der neuerdings ausgeführten liegenden[729] Anordnung der Maschine [42] wirkt der Kolben des hydraulischen Zylinders nach der schematischen Darstellung Fig. 24 auf den gußeisernen Rahmen r, der auf dem Bett der Maschine gleitet. An diesem Rahmen wird das Querhaupt q festgelegt, das die Einspannung für das eine Stabende trägt. Die zweite Einspannung ist mit dem Querhaupt q1 verbunden, das von den Schraubenspindelln s getragen wird. Letztere flecken mit dem rechten Ende drehbar in der Traverse t und stehen am linken Ende mit einem gemeinsamen Vorgelege in Verbindung, durch dessen Betätigung die Schraubenspindelln gedreht und das Querhaupt q1 dem Querhaupt q der Länge des Probestabes entsprechend genähert werden kann. Die Traverse t steht unmittelbar mit der Wägevorrichtung in Verbindung, die aus dem Winkelhebel h und dem zweiarmigen Hebel h1 (mit Laufgewicht) gebildet wird, die beide mit Schneiden auf dem Maschinengestell ruhen. Beim Versuch wird der Druck im Preßzylinder durch den Rahmen r und das Querhaupt q auf den Probestab und die in diesem erzeugte Spannung durch die Schraubenspindelln und die Traverse t auf die Wägevorrichtung übertragen. Die Bewegung des Laufgewichtes erfolgt durch einen Schnürzug mittels eines von Hand zu betätigenden Vorgeleges [12], [13], [41]–[43]. – Ferner sind hier zu nennen die Maschinen von Adamson [21], [44]–[46], Tangy [2] und Buckton [47]–[49].

4. Die Pohlmeyer-Maschine ist mit einer Neigungswage ausgerüstet und für Zug-, Druck- und Biegungsversuche eingerichtet [20], [21], [50] Fig. 25 zeigt die jetzt gebräuchliche Ausführung mit dem von Martens angegebenen Schaulinienzeichner [6], [9]. Der Kolben des hydraulischen Zylinders wirkt aufwärts auf das Gestänge S mit dem Querhaupt Q, in das der Probestab eingehängt ist. Der untere Stabkopf steht mit dem Querstück Q1 in Verbindung, von dem das Gestänge S zu beiden Seiten des Preßzylinders zu der Wägevorrichtung führt. Diese besteht aus den beiden geraden Hebeln H1, H2 sowie dem Pendelhebel H3. Der längere, an seinem Ende belastete Arm des letzteren hängt senkrecht herab, sein Ausschlag wird als Größe der jeweiligen Belastung des Probestabes durch einen Zeiger auf der Kreisteilung z angezeigt. Die Betätigung des Zeigers erfolgt von der auf dem wagerechten Arm des Pendels stehenden Stange s aus mittels Schnur, die mit den Enden an der Stange s befestigt, durch eine eingeschaltete Feder gespannt und um die Achse des Zeigers geschlungen ist. Am oberen Ende trägt die Stange s einen Schreibstift. Er schreibt den Pendelausschlag auf die Trommel t, die durch den Schnürzug a um die Dehnung des Stabes gedreht wird.

5. Die Martens-Maschine [9]. Sie ist stehend angeordnet (Fig. 26). Der hydraulische Antrieb liegt in der Grundplatte der Maschine. Der Kraftmesser ist ein zweiarmiger Hebel, der auf zwei seitlich angeordneten Schneiden (Fig. 26a) auf der von zwei Säulen getragenen Kopfplatte[730] sich stützt und an dem langen Arm A mit einem mechanischen Gewichtsaufleger ausgerüstet ist, mit dem nacheinander Belastungsscheiben an die vom Hebel getragene Stange a angehängt werden. Vorgesehen sind neun oder zehn Scheiben von je 4 kg und darunter fünf Scheiben von je 40 kg Gewicht. Sie entsprechen bei dem Hebelverhältnis von 1 : 250 Laststufen von je 1 oder 10 t. Im unbelasteten Zustande der Maschine sind die kleinen Scheiben von den Stangen b (s. Fig. 26b) getragen. Zum Belasten werden letztere durch Drehen des Handrades c gesenkt, wobei die Scheiben, mit der obersten beginnend, sich von den Stangen b abheben und auf die von der Stange a getragenen Teller zu liegen kommen. Ebenso werden die fünf großen Scheiben durch Drehen der Kurbel d und das hiermit verbundene Senken der Stangen e an die Stange a angehängt. Auf der linken Seite kann die Maschine mit einer Meßdose ausgerüstet werden, die an Stelle des Deckels C auf die Grundplatte der Maschine zu stehen kommt und durch den Hebelarm B und eine zwischen ihm und der Dose eingeschaltete Druckstange betätigt wird; soll sie zur Kraftmessung verwendet werden, so bleibt der Hebelarm A unbelastet. Ein über der Dose angeordneter Gewichtsaufleger dient dazu, den Meßwert der Dose durch direkte Gewichtsbelastung zu ermitteln. In der älteren Ausführung der Maschine war die Meßdose noch mit einem Schaulinienzeichner verbunden [6], [21], [25]. Die Gleichgewichtslage des Gewichtshebels wird durch einen in Fig. 26 nicht dargestellten Zeigerhebel angezeigt, der über einer an der rechten Säule angebrachten Marke spielt und durch eine Stange betätigt wird, die zwischen Säule und Gewichtsaufleger an dem Hebel A hängt. Ferner ist der Tauchkolben mit einer durch die Grundplatte der Maschine nach oben hindurchgeführten Stange verbunden, die sich am oberen Ende gegen eine Rolle mit Zeiger legt, an dessen Drehgeschwindigkeit zu erkennen ist, mit welcher ungefähren Geschwindigkeit die Zerreißprobe gestreckt wird.

6. Die Werder-Maschine. Sie ist liegend angeordnet und für Zug-, Druck-, Biegungs-, Knick-, Scher- und Torsionsversuche eingerichtet. Das durch Fig. 27 veranschaulichte Prinzip,[731] der Wägung und deren Konstruktion ist folgendes: Der bei m am Maschinengestell festgelegte Probestab P ist durch das Gestänge G mit dem kürzeren Arm a des Winkelhebels H verbunden, der lieh bei s mit einer Schneide gegen die vordere Stahlfläche des Kolbens K legt und an dem letzteren so aufgehängt ist, daß seine Drehachse mit der Schneide s in einer Geraden liegt. Der Kolben ruht auf dem Schlitten S, an dem auch das Gestänge in Ringen frei aufgehängt ist. Der Hebel sowohl wie das Gestänge folgen demnach beim Ingangsetzen der Presse den Bewegungen des Kolbens, bis der Probestab sich fest in seine Einspannvorrichtungen eingelegt hat, nun der Bewegung des Gestänges entgegenwirkt und zugleich die an dem wagerechten, längeren Hebelarm hängende Schale W anhebt. Durch Belasten dieser Schale ist die Gleichgewichtslage, die durch das Einspielen einer an dem wagerechten Hebelarme angebrachten Libelle angezeigt wird, wiederherzustellen, wobei das Belastungsgewicht zugleich eine dem Hebelverhältnis von 1 : 500 entsprechende Spannung in dem Probestab erzeugt, ohne daß die Richtigkeit der Wägung durch irgendwelche andre Reibungswiderstände beeinflußt wird als die der Schneiden. Die praktische Ausführung des Hebels von 150facher Uebersetzung bedingte, den kürzeren, nur 3 mm langen Hebelarm a zu zerlegen, d.h. statt einer Endschneide zwei in derselben Wagerechten liegende Schneiden seitlich zur mittleren, den Stützpunkt des Hebels bildenden Schneide anzubringen. Da nun durch diese Anordnung sowie durch die Unzugänglichkeit der Schneiden eine Bestimmung des Uebersetzungsverhältnisses mittels linearer Meßwerkzeuge ausgeschlossen ist, so ist die Maschine mit einer besonderen Kontrollwage ausgerüstet. Der Hebel H1 stellt diese Vorrichtung dar, die in Wirklichkeit aus zwei Winkelhebeln besteht, die gemeinsam eine zweite Wagschale tragen. Ihre Drehachsen, in Stahlpfannen ruhende Schneiden, befinden sich am Schlitten S des Kolbens, während die kürzeren Hebelarme bei D der Bewegungsrichtung des Kolbens entgegen, also in gleicher Richtung wie die Proben, auf das Gestänge G wirken. Hierdurch wird die Belastung der Schalen Q mit der Uebersetzung des Hebels H1 durch das Gestänge G im Sinne der Zugwirkung des Probestabes auf den Haupthebel H übertragen. Das Uebersetzungsverhältnis von fix ist genau ermittelt; ist dasselbe gleich 1 : 10 und dasjenige des Hebels H gleich 1 : 500, so muß die Einheit der Belastung auf der Hauptwage dem 50fachen Gewicht auf der Kontrollwage das Gleichgewicht halten [21], [6], [9], [52], [53].

7. Die Maschine von Delaloë ist zur Kraftmessung sowohl mit einer Federwage als auch mit einer Hebelwage ausgerüstet. Erstere dient im besonderen zum Verzeichnen der Schaubilder vom Verlauf der Versuche, ist aber derart zwischen dem Probestabe und der Hebelwage eingeschaltet, daß die Spannung des Stabes stets durch sie auf die letztere übertragen wird. Die Krafterzeugung erfolgt hydraulisch. Fig. 28 zeigt die Anordnung der Maschine im Schema. Der Probestab p steht einerseits mit der Kolbenstange des festliegenden Arbeitszylinders a, anderseits mit dem Boden des zylindrischen Gefäßes c in Verbindung. In dem letzteren ist die Federwage, bestehend aus fünf Paar Belleville-Federn b, derart angeordnet, daß bei Anspannung des Probestabes die fünfte, zumeist nach rechts gelegene Feder sich gegen den eingeschraubten Deckel des Gefäßes stützt, während die erste Feder nach links auf den Kolben k wirkt, dessen Stange mit der Hebelwage in Verbindung steht. Letztere ist aus dem Winkelhebel h1 und den beiden geraden Hebeln h2 und h3 gebildet, die ihre Stützpunkte in Schneiden bei f1f3 am Maschinengestell haben und durch Zugstangen z1 und z2 aufeinander einwirken. Beide geraden Hebel sind mit Laufgewichten l und l1 versehen, durch deren Verschiebung die Belastung des Probestabes ausgewogen wird. Hierbei entspricht die Gesamtverschiebung von l einem Belastungszuwachs um 1000 kg und diejenige von l1 einem solchen um 25000 kg. – Sobald der Belastungsausgleich an der Wage stattgefunden hat, sind auch die Belleville-Federn in der Dose c mit der Belastung des Probestabes zusammengedrückt, wobei die Dose um das Maß dieser Zusammendrückung nach links vorgerückt ist. Die Größe dieses Weges wird durch den Zeiger g angegeben, dessen Achse am Maschinengestell gelagert ist und bei r ein kleines Zahnrad trägt, das mit der auf der Dose angebrachten Zahnstange s im Eingriff steht. Die jeweilige Belastung des Stabes ist also nicht nur an der Stellung der Laufgewichte, sondern auch an der Stellung des Zeigers g abzulesen. Um sie ferner zugleich mit der Dehnung als Schaulinie durch die Maschine selbsttätig auftragen zu lassen, ist die Dose c nach Maßgabe der schematischen Darstellung Fig. 29 mit dem Rahmen r1 verbunden. In diesem Rahmen wird durch den Hebel h eine Schreibtafel t an einer über die Rolle i geführten Schnur derart auf- und abwärts bewegt, daß der Hub der Tafel ein dem Uebersetzungsverhältnis des Hebels h entsprechendes Vielfaches der Dehnung des Probestabes beträgt. Vor der Tafel wird der Schreibstift t1 an der Schnur z, entsprechend der herrschenden Belastung um ein bestimmtes Vielfaches der Dosenbewegung, nach rechts gezogen, indem die Schnur z sich auf die Scheibe b aufwickelt, die mit dem kleinen Triebe r auf derselben Achse sitzt. – Die Speisung des Arbeitszylinders geschieht durch das Rohr d (Fig. 28) aus einem Druckerzeuger, dessen Kolben entweder unmittelbar durch eine Druckschraube oder bei größeren Belastungen durch ein Schneckengetriebe gleichmäßig zu betätigen ist und dessen einmalige Füllung für einen vollen Hub des Arbeitskolbens hinreicht. – Die Einschaltung der Federdose zwischen Probestab und Hebelwage dürfte in der vorliegenden Anordnung die Genauigkeit der Wägung nicht unerheblich beeinträchtigen. Da nämlich die bewegliche Dose unter[732] der Belastung des Stabes auf dem Maschinengestell gleiten muß, so werden nicht nur die Anzeigen der Federwage, sondern auch die Wägungen mittels der Hebelwage durch den Reibungswiderstand beeinflußt, der sich den Bewegungen der Federdose entgegensetzt [21] [22].

Für geringere Belastungen bei hydraulischem Antrieb der Maschine dient die mit Federwage ausgerüstete und liegend angeordnete Maschine von Leuner [54].

Eine zweite Ausführungsform, in der die Maschine von Delaloë für Kraftleistungen von 25, 50 und 60 t gebaut wird und die auf der Weltausstellung zu Paris 1900 vorgeführt wurde, zeigt Fig. 30 [5]. Sie besitzt ebenfalls hydraulischen Antrieb und eine Laufgewichtswage. Daneben ist sie zur Aufzeichnung von Schaulinien mit einem Schreibmanometer von Richard ausgerüstet. Das Maschinengestell besteht aus zwei Böcken, die unten durch zwei dünne und oben durch zwei auf Knicken beanspruchte starke Stangen miteinander verbunden sind. Die Mitten der letzteren liegen mit der Zugachse der Maschine in derselben Ebene. Der hydraulische Zylinder a steht mit einem Kompressor b in Verbindung, dessen Stempel entweder unmittelbar von dem Handrade c aus oder durch den einrückbaren Schneckenantrieb d betätigt wird. Als Druckflüssigkeit dient Oel. Die Kolbenstange e ist hohl. In ihr kann mit Hilfe der Mutter f die Zugstange g, die links an die eine Einspannung h angreift, der Länge des Probestabes entsprechend verschoben werden. Zwischen dem Kopf der Kolbenstange e und dem Zylinder a ist die Spiralfeder i eingeschaltet. Sie hat den Rückschlag beim Bruch der Probe aufzunehmen und dann den Kolben wieder in die Anfangsstellung zurückzuschieben. Die zweite Einspannvorrichtung ist unmittelbar an den mit Oel gefüllten zweiten Zylinder a, der Meßzylinder genannt sein möge, angeschlossen, während seine Kolbenstange mit der Laufgewichtswage in Verbindung steht. Die Zylinderfüllung wird also mit der Belastung des Probestabes unter Druck gesetzt. Dieser pflanzt sich über den Kolben auf die Wage fort und ferner durch das Rohr m auf die Feder n des Schreibapparates.

Die Schreibvorrichtung ist in Fig. 31 für sich in größerem Maßstabe dargestellt. Sie ist, wie bereits gesagt, im wesentlichen ein Manometer von Richard. Der im Zylinder J (= l Fig. 30) durch die Anspannung des Probestabes erzeugte Druck wird durch das Rohr M in die Feder e geleitet und die Formänderung dieser Feder durch den Schreibhebel F auf der Trommel D als Maß für die Belastung verzeichnet. Die Dehnung des Probestabes wird durch seine Drähte auf den Differentialantrieb C P zur Drehung der Schreibtrommel übertragen. Das Ventil K dient dazu, die Schreibvorrichtung abzusperren. – Der schon an der älteren Form gerügte Mangel, daß keine reibungsfreie Uebertragung der Belastung auf die Meßvorrichtung gewährleistet ist, haftet auch der neuen Form an. Fehlerhaft ist ferner bei der Maschine von Delaloë die Uebertragung der Stabdehnung auf den Schreibapparat, weil die Bewegungsrichtung der Schnurenden am Probestabe nicht mit der Richtung der Schnüre zusammenfällt (s. Fig. 31).

Die nennenswertesten Maschinen mit hydrostatischer Kraftmessung sind:

1. Die Maschine von Maillard in liegender Anordnung (Fig. 32) [7], [20], [21]. Als Spannwerk dient der Preßzylinder C, der in wagerechten Achsen auf einem kräftigen Gußbett gelagert ist und mittels Stellschrauben in die horizontale Lage eingestellt wird. Seine Kolbenstange trägt an ihrem freien Ende eine um einen senkrechten Bolzen drehbare Einspannvorrichtung für den Probestab, dessen zweite Einspannung durch ein gabelförmiges Zwischenglied G mit dem Deckel der hydrostatischen Meßdose M verbunden ist. Diese ruht in zwei zentrierten achsförmigen Ansätzen, drehbar auf dem Schlitten S, der durch die Schraube D auf dem Maschinenbett in sicheren Führungen horizontal verschoben werden kann, um zwecks Prüfung verschieden langer Proben die vorgenannten Einspannvorrichtungen einander beliebig nähern zu können. – Die Kraftmessung erfolgt nun in der Weise, daß die Belastung des Probestabes durch das gabelförmige Zwischenglied G auf den Dosendeckel E und durch diesen auf die Füllung der Dose übertragen wird. Der Dosendeckel, der bei i mit der Gabel drehbar verbunden ist, bewegt[733] sich hierbei kolbenähnlich in dem Ring R, mit dem die aus Kautschuk bestehende Dichtungsplatte auf der Dose befestigt ist. Die Spannung in der hydrostatischen Dose wird durch ein mit der Dose verbundenes Quecksilbermanometer angezeigt, dessen Skala empirisch geteilt ist.

2. Die Maschine von Thomasset. Bei ihr wird die Belastung des Stabes nicht direkt wie bei der vorgenannten, sondern durch einen eingeschalteten Winkelhebel auf den Deckel des hydrostatischen Gefäßes übertragen [7], [20], [21], [55], [56].

3. Die Maschine von Chauvin und Maria Darbel. Sie ist stehend angeordnet; zwischen Stab und Meßgefäß ist ebenfalls ein Hebel eingeschaltet, jedoch derart, daß der Zug des belasteten Stabes keine Spannungszunahme, sondern Vakuum in dem Gefäß erzeugt [7], [20], [21].

4 Die Maschine von Emery. Dieselbe ist mit zwei untereinander verbundenen hydrostatischen Meßdosen ausgerüstet, von denen die eine mit der dem Probestabe erteilten Belastung unter Druck gesetzt wird, während der Deckel der zweiten Dose mit einer Hebelwage in Verbindung steht, auf der die Belastung ausgewogen wird. Die beiden Dosen haben verschiedenen Querschnitt, und zwar die erstere den größeren, so daß durch ihre gemeinsame Anwendung gleichsam ein Hebel von der Uebersetzung gleich dem Verhältnis der wirksamen Deckelflächen der Dosen ersetzt und die Kraftwirkung in demselben Verhältnis reduziert ist, bevor sie zur Wirkung auf die Hebelwage gelangt. – Der Antrieb erfolgt durch den Preßzylinder N (Fig. 33), der aufwärts oder abwärts wirkt, je nachdem Zug- oder Druckversuche ausgeführt werden. Derselbe ist mit dem Querhaupt L aus einem Stück gefertigt und von den Schrauben K getragen, die auf dem rahmenförmig ausgebildeten Maschinengestell F Sehen. Durch ein Räderwerk bei M kann das Querhaupt mit dem Zylinder der Länge des Probestabes entsprechend an den Schrauben gehoben und gesenkt werden. Die Kolbenstange des Zylinders trägt die obere Einspannvorrichtung des Probestabes, dessen unteres Ende an dem Rahmen A festgelegt wird, der durch starke Spannfedern H getragen und durch die Blattfedern G1 G1 an dem Maschinengestell F senkrecht geführt ist. In diesem Rahmen befindet sich zwischen den beiden horizontalen Querstücken B und B1 die hydrostatische Meßdose C, von der das Rohr D zu der zweiten Dose E führt. Die lichte Höhe des Rahmens A und des Maschinengestells F ist so bemessen, daß die Querstücke B und B1 in denselben nur ein geringes Spiel haben. – Zur Ausführung eines Zugversuchs wird der Rahmen A durch Anziehen der Federn H so weit gehoben, bis die obere Fläche des Querstücks B, das ebenso wie B1, durch die Blattfedern G am Maschinengestell geführt, der Bewegung folgt, mit ihren Enden vollkommen an das letztere anliegt. Die hierbei in der Dose erzeugte Anfangsspannung wird an der Wage ausgeglichen. Der Probestab zieht nun beim Versuch gleichfalls aufwärts an dem Rahmen A, seine Spannung bewirkt demnach eine Steigerung des hydrostatischen Druckes in den Dosen C und E, dessen Zunahme dann durch die Wage angezeigt und ausgeglichen wird. Letztere ist aus zwei Hebeln gebildet, die statt mit Schneiden mit Blattfederngelenken versehen sind [51], [8], [57].

5. Die Maschinen von Amsler, Lasson & Sohn in Schaffhausen. Eine Eigenart dieser hydraulisch betriebenen Maschinen ist es, daß der Flüssigkeitsdruck im Arbeitszylinder[734] (mit großem Kolben), um ihn zu messen, gleichzeitig auf einen Kolben mit geringerem Durchmesser wirkt, der wieder unmittelbar auf einen großen Kolben drückt, so daß der unter letzterem entstehende Flüssigkeitsdruck nun gegenüber demjenigen im Arbeitszylinder so weit reduziert ist, daß er mit Hilfe eines Quecksilbermanometers gemessen werden kann. Sämtliche Kolben arbeiten nach dem System Amagat [14] ohne besondere Dichtung; sie sind lediglich gut in die Zylinder eingeschliffen, so daß ihren Bewegungen keine wesentlichen Reibungswiderstände entgegenstehen. Die erforderlichen Staffelkolben sind nun entweder unmittelbar in den Zylinder der Maschine eingebaut oder zu einem besonderen Druckreduktor (Fig. 34) vereinigt, der dann an den Arbeitszylinder angeschlossen wird. Der Druckreduktor ist durch Rohr A mit dem Arbeitszylinder verbunden; in dem Raum B herrscht daher derselbe Flüssigkeitsdruck wie in letzterem. Dieser Druck wirkt nach unten auf die beiden dünnen Kolben C und D. In der Darstellung Fig. 34 sitzt D mit dem Rand an seinem oberen Ende auf dem Boden des Raumes B auf, während das Körbchen C sich in D abwärts bewegen kann. Es steht unten auf dem Boden des hohlen Kolbens E auf, unter dem sich im Raum F Oel und Quecksilber befindet. Rohr H verbindet F mit dem durchsichtigen, oben offenen Rohr J. In ihm steigt das Quecksilber an, bis die Quecksilbersäule dem Druck des Kolbens E das Gleichgewicht hält. Die Steighöhe des Quecksilbers liefert somit das Maß für den im Raum B herrschenden Flüssigkeitsdruck, also auch für die von dem Arbeitskolben der Prüfungsmaschine bewirkte Belastung der Probe. Mit Hilfe der Pumpe K kann die Oelfüllung des Raumes F vergrößert werden. Hierbei steigt der Kolben E und hebt den Kolben D von seinem Auflager am oberen Ende ab. Wird das Ventil L bei dieser Kolbenstellung geschlossen, so wirkt der Flüssigkeitsdruck in B auf den Gesamtquerschnitt beider Kolben C und D. Hierdurch wird auch der Kolben E höher belastet und eine größere Steighöhe des Quecksilbers erzielt. Diese Einstellung eignet sich daher zur Messung geringer Belastungen. – Die verbreitetste Amsler-Maschine ist diejenige für Druckversuche. Bei ihr ist der Arbeitszylinder unmittelbar über dem Raum B angeordnet. Die Druckerzeugung erfolgt dadurch, daß der Raum B durch Rohr A mit einem besonderen Zylinder verbunden ist, dessen Kolben mittels Druckschraube bewegt wird. Eine neuere Maschine von Amsler für Zug-,[735] Biege- Druck- und Fallversuche zeigt Fig. 35a–35e [3]. Die Maschine ist stehend angeordnet, und zwar der Preßzylinder A am oberen Ende, durch vier kräftige Säulen B mit der Grundplatte C verbunden. Der Kolben D wirkt aufwärts. Zur Uebertragung der Kraft auf die Probe dient der aus den beiden Stangen E und den Oberhäuptern FF1 bestehende Rahmen, der den Preßzylinder A umspannt und mit der Spitze G auf der oberen Kolbenfläche ruht. Die Zerreißproben werden mit dem einen Ende in dem Querhaupt F1 mit dem andern in der Platte H festgelegt, die durch die vier Säulen B gegen den Zylinder A abgesteift ist. Die geringste erreichbare lichte Entfernung zwischen den beiden Einspannköpfen beträgt 100 mm, die größte 500 mm. Die Einspannung der Stäbe erfolgt durch die Keile J mit eingelegten, gezahnten Schalen K. Zum Einlegen des Stabes werden die zusammengehörigen Keile mit den Hebeln L und L1 gleichzeitig gehoben oder gesenkt. Bei Biegeversuchen dient das Querhaupt F1 als Träger der beiden Auflagestücke M für die Probe (s. Fig. 35a und 35d). Das die Belastung vermittelnde Druckstück N wird in die zugleich den Boden des Preßzylinders A bildende Platte O eingeschoben. Für Druckversuche wird als untere Stützfläche das Kugellager P (Fig. 35b) in das Querhaupt F1 und als obere Stützfläche die Platte Q in den Zylinderboden O eingesetzt.

Fig. 35e zeigt schließlich noch eine Vorrichtung für Biegeproben oder Fallversuche. Das Versuchsstück ruht wieder wie beim Biegeversuch auf den beiden gegen Verschiebung gesicherten Stützrollen M und wird unter dem Stempel s gebogen. Wie aus der gegebenen Darstellung hervorgeht, ist bei Ausführung der vier verschiedenen Versuchsarten nacheinander kein wesentlicher Umbau der Maschine erforderlich; nur die Druckplatte Q und das Druckstück N sind gegeneinander auszutauschen, und ferner ist die Kugelplatte P zu entfernen, um genügend Raum für die Durchbiegung der Biegeprobe zu schaffen. Diese stete Bereitschaft für die verschiedenen Versuchsarten ist als Vorteil hervorzuheben, der allerdings den Uebelstand im Gefolge hat, daß die Zerreißproben infolge Austragens des Biegebalkens F1 stets nur von zwei Seiten leicht zugänglich sind.

6. Die Maschinen von A. Märtens. Sie sind für die Neueinrichtung des Königlichen Materialprüfungsamtes zu Berlin-Lichterfelde in den verschiedensten Ausführungen gebaut. Genannt mögen sein: die 40-t-Druckpresse für Zementprüfungen, die Zugfestigkeitsprüfer für Zementproben, die Maschine zur Prüfung von Röhren mit Scheiteldruck, die 140-t-Presse für Druckversuche und die Dauerversuchsmaschinen für wechselnde Belastung auf Zug und Druck. Bei allen erfolgt die Kraftmessung mittels Meßdosen. Einige sind mit Schreibapparaten ausgerüstet, bei denen die Formänderung (Aufbiegung) einer an die Dose angeschlossenen Manometerfeder als Kraftmaß aufgezeichnet wird [9].

Sondermaschinen s. unter Drahtprüfungen, Gußeisen-, Mörtel-, Papier- und Seilprüfung, Torsionsversuch.


Literatur: [1] Rudeloff, Einfluß der Reibungswiderstände zwangläufiger Einspannklauen auf die Ergebnisse von Festigkeitsversuchen, Mitteil. a. d. Kgl. technischen Versuchsanstalten zu Berlin, 1890, S. 250. – [2] Ders., Untersuchung einer Festigkeitsprobiermaschine Bauart Tangy Brokks, ebend. 1890, S. 109. – [3] Ders., Neuere Festigkeitsprobiermaschinen, Dingl. Polyt. Journ. 1905, Bd. 320, S. 375. – [4] Le Genie civil 1888, S. 5. – [5] Rudeloff, Das Materialprüfungswesen auf der Pariser Weltausstellung, Verhandl. d. Ver. z. Beförderung des Gewerbefleißes, 1901, S. 65. – [6] Martens, Handbuch der Materialienkunde für den Maschinenbau, Berlin 1898. – [7] Pichler, Materialprüfungsmaschinen der Pariser Weltausstellung, S. 15, Leipzig 1879. – [8] A new System of weighing machinery, 1884. – [9] Martens und Guth, Das Kgl. Materialprüfungsamt der Technischen Hochschule Berlin, Denkschrift, Berlin 1904. – [10] Wochenschr. d. österr. Ing.- u. Arch.-Vereins 1882, S. 198. – [11] Engineering 1887, Bd. 1, S. 413. – [12] Rudeloff, Neuere Festigkeitsprobiermaschinen, »Stahl und Eisen« 1891, Bd. 1, S. 467. – [13] Zeitschr. des Vereins deutscher Ingenieure 1891, S. 1370. – [14] Commission des methodes d'essay des matériaux de construction, Bd. 2, S. 109. – [15] Mitteil. a. d. Kgl. technischen Versuchsanstalten zu Berlin, 1889, Ergänzungsheft 4. – [16] Kennedy, On Engineering Laboratories, Proc. Inst. Civil Engineers 1887. – [17] Kirsch, Ueber die Methoden zur Prüfung der Richtigkeit von Festigkeitsprobiermaschinen, Mitteil. d. Technol. Gewerbemuseums zu Wien, 1890, S. 97. – [18] Foeppl, Mitteil. a. d. mech.-techn. Laboratorium der Techn. Hochschule München. – [19] Glasers Ann. f. Gewerbe und Bauwesen 1882, S. 8. – [20] »Stahl und Eisen« 1888, Nr. 11. – [21] Rudeloff, Hilfsmittel und Verfahren der Materialprüfung, Leipzig 1889. – [22] Dingl. Polyt. Journ. 1892, Bd. 285, S. 169. – [23] Zeitschr. d. Vereins deutscher Ingenieure 1882, S. 545. – [24] Glasers Ann. f. Gewerbe und Bauwesen 1884, S. 141. – [25] Inst, of Mining Engineers, 1884. – [26] Glasers Ann. f. Gewerbe und Bauwesen 1884, S. 34. – [27] Journ. of the Franklin Institute 1891, S. 81. – – [28] Industries 1891, S. 196. – [29] Dingl. Polyt. Journ. 1892, Bd. 286, S. 271. – [30] Mitteil. a. d. techn. Versuchsanstalten zu Berlin, 1891, S. 75. – [31] Dingl. Polyt. Journ. 1892, Bd. 286, S. 274. – [32] Civilingenieur 1879. – [33] Mitteil. a. d. techn. Versuchsanstalten zu Berlin, 1885, S. 3. – [34] Dingl. Polyt. Journ. 1889, Bd. 273, S. 163. – [35] Ebend. 1885, Bd. 257, S. 277. – [36] Techn. Blätter, Bd. 1, Nr. 9. – [37] Ebend. 1883. – [38] Engineering and Min. Journ. 1884, S. 180. – [39] Inst, of Mech. Engineers, 1886, Bd. 2, S. 27. – [40] Engineering 1886, Bd. 2, S. 176. – [41] Ebend. 1890, Bd. 2, S. 304. – [42] Dingl. Polyt. Journ. 1891, Bd. 279, S. 152. – [43] Engineering 1891, Bd. 2, S. 412. – [44] »Iron« 1885, Bd. 2, S. 84. – [45] Engineering 1887, Bd. 1, S. 564. – [46] Ebend. 1888, Bd. 2, S. 188. – [47] Ebend. 1889, Bd. 2, S. 179. – [48] Engineering 1904, Bd. 2, S. 211. – [49] Dingl. Polyt. Journ. 1889, Bd. 272, S. 579. – [50] »Stahl und Eisen« 1881, S. 236. – [51] Zeitschr. d. Vereins deutscher Ingenieure 1886, S. 173. – [52] Jenny, Festigkeitsversuche und die dabei verwendeten Maschinen, Wien 1878. – [53] Broschüre der Nürnberger Maschinenfabrik C. Wolff & Sohn, München 1882. – [54] Dingl. Polyt. Journ. 1888, Bd. 270, S. 165. – [55] Engineering 1889, Bd. 1, S. 584. – [56] »Iron« 1889, Bd. 1, S. 448. – [57] Engineering 1888, Bd. 1, S. 481; Bd. 2, S. 21, 433 und 440.

Rudeloff.

Fig. 1., Fig. 3.
Fig. 1., Fig. 3.
Fig. 2., Fig. 4.
Fig. 2., Fig. 4.
Fig. 5.
Fig. 5.
Fig. 6., Fig. 7., Fig. 8.
Fig. 6., Fig. 7., Fig. 8.
Fig. 9.
Fig. 9.
Fig. 10.
Fig. 10.
Fig. 11.
Fig. 11.
Fig. 12., Fig. 12a., Fig. 13.
Fig. 12., Fig. 12a., Fig. 13.
Fig. 14.
Fig. 14.
Fig. 14a.
Fig. 14a.
Fig. 15.
Fig. 15.
Fig. 16.
Fig. 16.
Fig. 17.
Fig. 17.
Fig. 18., Fig. 19., Fig. 20.
Fig. 18., Fig. 19., Fig. 20.
Fig. 21.
Fig. 21.
Fig. 22.
Fig. 22.
Fig. 23.
Fig. 23.
Fig. 24.
Fig. 24.
Fig. 25.
Fig. 25.
Fig. 26., Fig. 26a., Fig. 26b.
Fig. 26., Fig. 26a., Fig. 26b.
Fig. 27.
Fig. 27.
Fig. 28.
Fig. 28.
Fig. 29.
Fig. 29.
Fig. 30.
Fig. 30.
Fig. 31.
Fig. 31.
Fig. 32.
Fig. 32.
Fig. 33.
Fig. 33.
Fig. 34., Fig. 35a–35e.
Fig. 34., Fig. 35a–35e.
Quelle:
Lueger, Otto: Lexikon der gesamten Technik und ihrer Hilfswissenschaften, Bd. 3 Stuttgart, Leipzig 1906., S. 719-737.
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