DE1648738B1

DE1648738B1 - Vorrichtung zur zerstoerungsfreien messung der steifigkeit von nichtmetallischen biegsamen flaechenhaften gebilden

Info

Publication number: DE1648738B1
Application number: DE19671648738
Authority: DE
Inventors: Zdenek Krczal; Jaroslav Dipl-Ing Krczmar; Eduard Mueck
Original assignee: SVU KOZHEDELNY
Current assignee: SVU KOZHEDELNY
Priority date: 1966-10-21
Filing date: 1967-10-17
Publication date: 1971-12-02
Also published as: GB1180088A; US3477288A; FR1557693A

Description

1 2

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vor- Lederstückes ohne eine Zerstörung des Lederstückes richtung zur zerstörungsfreien Messung der Steifig- möglich.

keit von nichtmetallischen biegsamen flächenhaften Zweckmäßig ist es, wenn die Seitenwand der ErGebilden, wie es Natur- und Kunstleder sowie regerkammer zwischen dem Schallgenerator und der Kunststoff-Folien sind, mit einem Schallschwingun- 5 Anpreßplatte die Form eines sich exponentiell ausgen im Bereich von 10¹ bis 10⁵ Hz erzeugenden weitenden Trichters hat.

Generator, der an einen elektroakustischen Um- Vorteilhaft ist es, wenn der Schallgenerator har-

former angeschlossen ist, mit einem akustischen Ab- monische Schwingungen erzeugt,
nehmer, welcher für den Empfang der durch das Das Wesen der Erfindung ist an Hand eines in

flächenhafte Gebilde in senkrechter Richtung zu io der Zeichnung schematisch dargestellten Ausseiner Fläche hindurchgehenden Schallschwingungen führungsbeispiels näher erläutert. Es zeigt
dem Generator gegenüber angeordnet ist, und mit F i g. 1 ein Grund-Blockschema,

einem Auswertkreis zum Auswerten der gedämpften F i g. 2 eine Seitenansicht der Einrichtung mit dem

Schallschwingungen. Meßgerät im Schnitt,

Die Steifigkeit von Naturleder wird überwiegend 15 F i g. 3 eine graphische Darstellung einer abgemit subjektiven Methoden bewertet. Es sind jedoch nommenen Spannung in Abhängigkeit von der auch eine Reihe von anderen Methoden bekannt- Schwingungszahl (Frequenz).

geworden, die jedoch die Steifigkeit von Leder nicht Die Einrichtung zur zerstörungsfreien Messung

zerstörungsfrei messen können, da in die Meß- der Steifigkeit von nichtmetallischen biegsamen Vorrichtung eine kleine Lederprobe eingelegt werden ao flächenhaften Gebilden besteht aus einem Generator muß. Dieses ist unbefriedigend, weil sich bei einem harmonischer Schwingungen 1, dessen Ausgang über Naturprodukt wie Leder die Steifigkeit von den oft einen Verstärker 2 und einen Niveauregler 3 mit unbenutzten Randteilen zu den stark benutzten einem elektroakustischen Umformer 4 verbunden ist. Mittelteilen oft ändert. Weiter besteht die Einrichtung aus einem akustischen

Daß Dämpfungsmessungen von Schallwellen zur 25 Abnehmer 5, welcher über einen Umschalter 6 an Bestimmung der mechanischen Eigenschaften aus- einen Auswertverstärker 7 und über ein Bandfilter 8 genützt werden, die mit dem Steifigkeitsmodul zu- an den Detektorkreis 9 und den Meßkreis 10 angesammenhängen, ist bekannt. Derartige Dämpfungs- schlossen ist.

messungen werden zur Ortung von Einflüssen in In F i g. 1 ist weiter als Alternative ein Apparat

Testkörpern, zur Analysierung der geometrischen 30 veranschaulicht, der über ein Einstellelement 11 Dimensionen bestimmter Objekte und zum Stu- ebenfalls an den Auswertkreis 12 angeschlossen ist. dium der Struktur von Hochpolymeren durchge- Zwischen dem elektroakustischen Umformer 4 und führt. dem akustischen Abnehmers ist ein Muster eines

Bekannt ist auch ein Verfahren zur zerstörungs- biegsamen Flächengebildes 14 veranschaulicht. Der freien Messung von bestimmten mechanischen 35 Meßteil der vorliegenden Steifigkeitsmeßvorrichtung, Eigenschaften von Polymeren, bei dem harmonische der in F i g. 1 mit einem gestrichelten Rechteck umSchwingungen im Bereich von ungefähr 10° bis grenzt ist, besteht, wie F i g. 2 zeigt, aus einer Platte 10⁶ Hz übertragen werden, um die innere Dämpfung 15, auf welcher ein gekröpfter Arm 16 befestigt ist, dieser Schwingungen und die mechanischen Eigen- durch dessen am gekröpften Ende des Armes 16 schäften des Prüflings zu studieren. Derartige zer- 40 angeordnete Rohrführung 17 ein Schalltrichter 18 störungsfreie Prüfungen mit Schallwellen werden der Erregerkammer 19 in Form eines Exponentialzur zerstörungsfreien Prüfung der mechanischen trichters hindurchgeht. Die Erregerkammer 19 ist Eigenschaften von Leder durchgeführt. Als Frequen- mittels einer mit Erregeröffnungen 21 und oberer zen werden hier 3000 bis 4000 Hz angegeben. Aber Auskleidung 22 versehenen Anpreßplatte 20 abgenicht nur bei Leder, sondern auch bei der Be- 45 schlossen. Der Schalltrichter 18 ist mit dem elektrostimmung bestimmter mechanischer Eigenschaften akustischen Umformer 4 verbunden. Am Außenvon Gummiproben werden Messungen der Dämpfung umfang des verjüngten Teils des Schalltrichters 18 von Schallschwingungen im Frequenzbereich von 1 ist eine Verzahnung 23 vorgesehen, in welche ein bis 10⁷ Hz herangezogen. mit einem Hebel 25 versehenes Ritzel 24 eingreift.

Die vorliegende Erfindung will nun eine Vor- 50 Das Ritzel 24 ist in einem Lager 26 drehbar gerichtung schaffen, mit welcher in einfacher und lagert. Gegen die Anpreßplatte 20 ist eine Grundleicht reproduzierbarer genauer Weise die Steifigkeit platte 27 mit Abnehmeröffnungen 28 angeordnet, von Naturleder an beliebigen Stellen des Leder- Diese Öffnungen stimmen in ihrer Größe, Anzahl Stückes bestimmt werden kann. und Form mit den Erregeröffnungen 21 der Anpreß-

Die Erfindung besteht darin, daß der elektro- 55 platte 20 überein. Die Grundplatte 27 zusammen mit akustische Umformer einen Bestandteil einer durch einer unteren Auskleidung 29, mit einer die Reeine mit mindestens einer Erregeröffnung ver- flexionen unterdrückenden Auskleidung 30, einem sehene Anpreßplatte gegenüber dem Prüfling ver- akustischen Abnehmer 5 und einer Dämpfungsschlossenen Erregerkammer bildet, daß gegenüber Auskleidung 31 umfaßt den inneren Umfang einer der Anpreßplatte eine in Form und Größe der 60 Abnehmerkammer 32. Ein zwischen der Anpreßöffnungen übereinstimmende Grundplatte vorgesehen platte 20 des Schalltrichters 18 und der Grundplatte ist, welche eine den akustischen Abnehmer um- 27 der Abnehmerkammer 32 durch Verschieben des fassende Abnehmer-Kammer abschließt, und daß Schalltrichters 18 aufwärts entstandener veränderder zwischen der Anpreßplatte und der Grundplatte licher Schlitz 13 ist nach Fig. 2 mit dem eingelegten zum Einlegen des zu vermessenden Prüflings ge- 65 Teil des zu vermessenden biegsamen Flächengebildes bildete Schlitz der Dicke des Prüflings anpaßbar ist. 14 ganz ausgefüllt.

Mit dieser Vorrichtung ist eine genaue und stets Die Einrichtung arbeitet folgendermaßen:

reproduzierbare Messung an beliebigen Teilen des Das zu vermessende Flächengebilde 14 wird zwi-

Claims

3 4

sehen die Anpreßplatte 20 und die Grundplatte 27 Viereck bezeichneten Punkte entsprechen einer

in den Schlitz 13 eingelegt, welcher beim Nieder- steifen Folie.

drücken des Hebels 25 entsteht. Dabei wirkt das Wie aus der graphischen Darstellung ersichtlich Ritzel 24 auf die Verzahnung 23, denn die Erreger- ist, arbeitet die Einrichtung am vorteilhaftesten mit kammer 19 wird gehoben, und beide Platten 20 und 5 einer Schwingungszahl von etwa 200 Hz. Bei dieser 27 werden entfernt (voneinander geschoben). Nach Schwingungszahl wurde die höchste Selektivität des wiederholter Lockerung des Hebels 25 wird das zu Gerätes verzeichnet. Die Erregung wurde mit vermessende Flächengebilde 14 mit der notwendigen Schwingungen im Sinusverlauf durchgeführt. Selbst-Kraft, die bereits vom Gewicht der Erregerkammer verständlich können die Schwingungen einen unter-19 selbst bzw. Hilfsgewichten abgeleitet ist, zu- io schiedlichen, z. B. einen rechteckigen Verlauf haben, sammengedrückt. Darauf wird an den elektrischen Der technische Effekt der Einrichtung der vorUmformer 4 die aus dem Generator 1 zugeführte liegenden Erfindung besteht insbesondere in der Tat- und vom Verstärker 2 verstärkte Erregerspannung sache, daß zur Messung der Steifigkeit keine ausgeleitet. Das Niveau der Erregerspannung kann gestanzten Muster beschafft werden müssen, was durch den Niveauregler 3 nachgestellt werden. 15 stets zu einer Entwertung der zu vermessenden Schwingungen in Form harmonischer Druck- Flächengebilde führt. Mit der Einrichtung der vorveränderungen wirken in den Erregeröffnungsstellen gelegten Erfindung läßt sich das Gebilde ohne Be-21 auf das gemessene Flächengebilde 14. Der Durch- Schädigung in seiner ganzen Fläche durchmessen gang der Schwingungen durch das Flächengebilde 14 und nach den erreichten Ergebnissen sodann am hat eine Schwingungsdämpfung zur Folge. Die 20 vorteilhaftesten verwenden. Bei einem inhomogenen durch das Flächengebilde gegangenen Schwingungen Material, wie z. B. Naturleder, ist der resultierende gelangen danach durch die Abnehmeröffnungen 28 Wert durch den Mittelwert aus der bei der Messung und die Abnehmerkammer 32 in den akustischen beteiligten Fläche gegeben. Daraus ergibt sich, daß Abnehmer 5. Die Abnehmerkammer 32 ist mit einer eine möglichst große zu vermessende Fläche vorliegt, schallschluckenden Auskleidung 30 zur Verhinderung 25 wogegen zur Feststellung der Steifigkeit an den Ausvon Reflexionen einer unteren Auskleidung 29 und stanzungen oder zur Messung einer örtlichen Steifig-Dämpfungsauskleidung 31 versehen. Die Dämpfungs- keit eine solche Anordnung vorteilhaft ist, bei der auskleidung 31 verhütet eine Entstehung von un- die zu vermessende Fläche kleiner ist als 10² cm², erwünschten akustischen Rückwirkungen sowie eine Beim Verlauf der Steifigkeitsmessung macht sich der Dämpfung äußerer Erschütterungen und Geräusche. 30 Einfluß der Faserorientierung der zu vermessenden Eine übereinstimmende Funktion hat auch die obere Stelle nicht geltend, wodurch die Möglichkeit einer Auskleidung 22. Ein Signal aus dem akustischen objektiven Sortierung und Klassierung sowie einer Abnehmer 5 wird über den Umschalter 6 in den Ab- Kontrolle der Flächengebilde, vorwiegend bei Naturnahme-Verstärker 27 und dann über das Bandfilter 8 leder, nach deren Steifigkeit gegeben ist. Die Einin den Detektorkreis 9 geleitet. Von diesem wird 35 richtung der vorliegenden Erfindung bietet ebenfalls dann das gleichgerichtete Signal in den Meßkreis 10 die Möglichkeit einer Kontrolle des Stollenvorganges geleitet. Mit Hilfe des Niveaureglers 3 und des Um- bei Leder. Sie kann automatisch ein Signal zur schalters 6 kann das Gerät geeicht werden. Das Wiederholung des Arbeitsganges geben. Weiter kann Steifigkeitsmaß des gemessenen Flächengebildes 14 die Einrichtung bei der Feststellung des geforderten wird aus der gemessenen Dämpfung des von dem 40 Steifigkeitsgrades ein Signal zur Aussortierung geben, akustischen Abnehmer 5 abgenommenen Erreger- Sofern die Einrichtung der vorliegenden Erfindung signals abgeleitet. Mit wachsender Steifigkeit des zur Messung kleiner Flächengebilde angepaßt wird, zu vermessenden Flächengebildes 14 wächst die ist es möglich, eine Sortierung und Klassierung von Dämpfung an. Nachdem das Erregersignal konstant ausgestanzten Teilen für anspruchsvolles Schuhwerk ist und sich nur das abgenommene Signal ändert, 45 oder Galanteriewaren in Kategorien nach ihrer wird bloß das Signalniveau gemessen. Es ist zur Steifigkeit durchzuführen. Beseitigung von unerwünschten sich überlagernden ρ t t " h Frequenzen vorteilhaft, wenn das abgenommene ^{a en ans}P^{mc e}· Signal durch ein Bandfilter hindurchgeht. 1. Vorrichtung zur zerstörungsfreien Messung

Außer dem Meßkreis 10 kann an den elektrischen 50 der Steifigkeit von nichtmetallischen biegsamen

Teil noch der Auswertkreis 12 angeschlossen wer- flächenhaften Gebilden, wie es Natur- und

den, der signalisiert, ob die gemessenen Flächen- Kunstleder sowie Kunststoff-Folien sind, mit

gebilde 14 sich in der Toleranz der geforderten einem Schallschwingungen im Bereich von 10¹

Steifigkeit befinden oder ob sie diese überschreiten. bis 10⁵Hz erzeugenden Generator, der an einen

Der Wert der geforderten Steifigkeit wird durch das 55 elektroakustischen Umformer angeschlossen ist,

Einstellelement 11 vorgegeben. mit einem akustischen Abnehmer, welcher für

Die F i g. 3 stellt eine graphische Darstellung der den Empfang der durch das flächenhafte Gebilde

abgenommenen Spannung in Abhängigkeit von der in senkrechter Richtung zu seiner Fläche hin-

Schwingungszahl für Polyvinylchloridfolien dar. Es durchgehenden Schallschwingungen dem Genera-

wurden Folien gleicher Dicken, jedoch verschiedener 60 tor gegenüber angeordnet ist, und mit einem

Steifigkeit bei konstantem akustischem Druck in der Auswertkreis zum Auswerten der gedämpf-

Erregerkammer gemessen. Auf der senkrechten ten Schallschwingungen, dadurch gekenn-

Achse des Diagramms ist die abgenommene zeichnet, daß der elektroakustische Um-

Spannung in mV, auf der waagerechten Achse als- former (4) einen Bestandteil einer durch eine mit

dann die Schwingungszahl in Hz aufgetragen. Die 65 mindestens einer Erregeröffnung (21) versehene

mit einem Kreis bezeichneten Punkte entsprechen Anpreßplatte (20) gegenüber dem Prüfling (14)

einer weichen Folie, die mit einem Dreieck be- verschlossenen Erregerkammer (19) bildet, daß

zeichneten Punkte einer mittleren, und die mit einem gegenüber der Anpreßplatte (20) eine in Form

und Größe der Öffnungen übereinstimmende Grundplatte (27) vorgesehen ist, welche eine den akustischen Abnehmer (5) umfassende Abnehmer-Kammer (32) abschließt, und daß der zwischen der Anpreßplatte (20) und der Grundplatte (27) zum Einlegen des zu vermessenden Prüflings (14) gebildete Schlitz (13) der Dicke des Prüflings (14) anpaßbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwand der Erregerkammer (19) zwischen dem Schallgenerator und der Anpreßplatte die Form eines sich exponentiell ausweitenden Trichters hat.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schallgenerator harmonische Schwingungen erzeugt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen