Berechnung der Reisslänge.

Während die beim Zerreißen von Papier gefundene Bruchdehnung unmittelbar zur Beurteilung herangezogen werden kann, ist dies bei der Bruchlast ausgeschlossen, da sie mit der Breite und Dicke des Probestreifens wechselt. Eine Verteilung der Bruchlast auf den Querschnitt würde mit großen Fehlern behaftet sein.

Man hat deshalb, um von dem Einfluß der Breite und Dicke des Streifens unabhängig zu werden, nach Hartigs Vorschlag den von Reuleaux geschaffenen Begriff der Reißlänge eingeführt. Man versteht unter Reißlänge diejenige Länge eines Papierstreifens von beliebiger (aber gleichbleibender) Breite und Dicke, bei welcher er, an einem Ende aufgehängt gedacht, infolge seines eigenen Gewichtes am Aufhängepunkt abreißen würde. Diese Länge kann aus der ermittelten Bruchlast abgeleitet werden. Ist z. B. G das Gewicht eines 0,18 m langen Streifens in g, welcher bei einer Belastung von K kg zerreißt, so muß berechnet werden, wie lang der Streifen sein muß, um K kg schwer zu sein; d. h. wenn man diese gesuchte Länge mit x bezeichnet:

0,18G = xK oder x = 0,18G · K

Die schließliche Angabe der Reißlänge erfolgt dann meist in m, während die Berechnung der kleineren Zahlen wegen in km erfolgt.

Aus dieser Hartigschen Formel ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Breite des Streifens keinen Einfluß auf die Reißlänge ausüben kann; bei Verdoppelung der Breite würde z. B. zwar eine Verdoppelung von K eintreten, aber auch gleichzeitig eine solche von G, so daß das Verhältnis wieder dasselbe wäre.

Die Hoyersche Formel zur Berechnung der Reißlänge lautet:

R = pg b 1000 m.

(R = Reißlänge in Metern, p = Bruchlast in Grammen, b = Breite des zerrissenen Streifens in Millimetern, g = Gewicht eines Quadratmeters des untersuchten Papiers). Diese Formel zu benützen, wird sich besonders in Fabriken empfehlen, da hier das Quadratmetergewicht bekannt ist; man kann dann das Auswiegen der Streifen sparen.

Der weiteren Besprechung über die Berechnung der Reißlänge mögen die bei Prüfung eines Normalpapiers 3a ermittelten Werte zu Grunde gelegt werden.

Versuchs-Ergebnisse.

Maschinenrichtung					Querrichtung
Streifen aus dem Bogen Nr.	Bruch- be- lastung kg	Bruch- dehnung %	Gewicht der fünf Streifen		Streifen aus dem Bogen Nr.	Bruch- be- lastung kg	Bruch- dehnung %	Gewicht der fünf Streifen
Streifen aus dem Bogen Nr.	Bruch- be- lastung kg	Bruch- dehnung %	luft- trocken g	bei 100° C getrocknet g	Streifen aus dem Bogen Nr.	Bruch- be- lastung kg	Bruch- dehnung %	luft- trocken g	bei 100° C getrocknet g
1	7,46	2,4			1	3,85	5,4
2	6,84	2,3			2	3,80	5,3
3	7,38	2,4			3	4,04	4,5
4	6,49	2,4			4	4,20	5,0
5	6,31	2,5			5	3,97	5,1
Summe	34,48	12,0	1,220	1,128	Summe	19,86	25,3	1,233	1,140
Mittel	6,90	2,4		0,226	Mittel	3,97	5,1		0,228

Maschinenrichtung
Streifen aus dem Bogen Nr.	Bruch- be- lastung kg	Bruch- dehnung %	Gewicht der fünf Streifen
Streifen aus dem Bogen Nr.	Bruch- be- lastung kg	Bruch- dehnung %	luft- trocken g	bei 100° C getrocknet g
1	7,46	2,4
2	6,84	2,3
3	7,38	2,4
4	6,49	2,4
5	6,31	2,5
Summe	34,48	12,0	1,220	1,128
Mittel	6,90	2,4		0,226
Querrichtung
Streifen aus dem Bogen Nr.	Bruch- be- lastung kg	Bruch- dehnung %	Gewicht der fünf Streifen
Streifen aus dem Bogen Nr.	Bruch- be- lastung kg	Bruch- dehnung %	luft- trocken g	bei 100° C getrocknet g
1	3,85	5,4
2	3,80	5,3
3	4,04	4,5
4	4,20	5,0
5	3,97	5,1
Summe	19,86	25,3	1,233	1,140
Mittel	3,97	5,1		0,228

Aus dem Unterschied in dem Gewicht der Streifen bei Zimmerwärme und bei 100° C. getrocknet ergibt sich zunächst für das Papier ein mittlerer Feuchtigkeitsgehalt von 7,5%.

Nach der oben angeführten Formel für die Reißlänge ergibt sich ferner für die Maschinenrichtung eine Reißlänge von rund 5,5 km = 5500 m, für die Querrichtung eine solche von 3,15 km = 3150 m, im Mittel also 4325 m.

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

Auf Grund dieser Mittelwerte [15] würde die Einreihung des Papiers in eine der sechs Festigkeitsklassen erfolgen.

Den Bruch: Länge durch Gewicht des Streifens, mit welchem man, wie oben gezeigt, die durch den Versuch gefundene Bruchbelastung multiplizieren muß, um die Reißlänge zu erhalten, nennt man die Feinheitsnummer des Papiers. Da sich diese bei gleicher Länge der Probestreifen für unsere gewöhnlichen Schreib- und Druckpapiere innerhalb gewisser Grenzen bewegt, so ist eine Tabelle aufgestellt worden, welche bei einer Streifenlänge von 0,18 m für die am meisten vorkommenden Gewichte (0,100 bis 0,419 g) die direkte Ablesung der Feinheitsnummer gestattet.

Mit Hilfe der Tabelle vereinfacht sich die Berechnung der Reißlänge bedeutend, indem man nur die unter dem Werte für das mittlere Trockengewicht der geprüften fünf Streifen stehende Zahl mit der mittleren Bruchbelastung in kg und mit 1000 zu multiplizieren hat, um die Reißlänge in Metern zu erhalten.

Auf die Berechnung des Arbeitsmoduls, der den Begriff der Reißlänge und Dehnung in sich vereinigt, indem er den Arbeitsaufwand und zwar in Meterkilogramm darstellt, bezogen auf einen Streifen von 1 m Länge und 1 g Gewicht, soll nicht eingegangen werden, da von der Einreihung des Arbeitsmoduls in die für die Normalpapiere aufgestellten Tabellen Abstand genommen ist.[16] Wer sich eingehender hierüber unterrichten will, findet nähere Angaben in der Originalarbeit von Prof. Hartig in Dresden (Papier-Zeitung 1881).

[15] Die von verschiedenen Seiten aufgestellte Forderung, für die Einteilung der Papiere nicht nur die Mittelwerte vorzuschreiben, sondern auch für das Verhältnis der Querfestigkeit zur Längsfestigkeit Bestimmungen zu treffen, wird man auf die Dauer nicht von der Hand weisen können.

[16] Vergl. a. Hoyer, Entstehung und Bedeutung der Papiernormalien. 1888. S. 13.

Rehses Papierprüfer.[17]

Dieser Papierprüfer unterscheidet sich von den bisher besprochenen zunächst dadurch, daß beim Prüfen nicht Streifen, sondern Blättchen von Papier zur Verwendung kommen. Die Kraft wird bei diesem Apparat durch eine Feder ausgeübt, welche auf einen Stempel drückt, der das fest gespannte Papier durchlochen soll ([Fig. 18]).

In einer Hülse a, auf welcher eine Millimeterteilung angebracht ist, befindet sich eine Feder b, welche auf der einen Seite auf eine Scheibe c drückt, an welcher ein kleiner Stempel d befestigt ist.

Von der anderen Seite der Scheibe c geht ein Stift e durch das Innere der Feder b und berührt mit seinem Ende den Stift f, welcher ebenfalls eine Millimeterteilung trägt und in einer Führung g, an welcher ein Nonius angebracht ist, verschoben werden kann. Diese Führung g, die als Fortsetzung eine Schraubenspindel h besitzt, welche in die an der Hülse a befestigte Schraubenmutter i hineingeschraubt werden kann, ist an einer Hülse k angebracht; diese Hülse k, deren Umfang in 100 Teile geteilt ist, gleitet über Hülse a weg.

Fig. 18.
Rehses Papierprüfer.

Der Handgriff l an der Scheibe c, welcher in einen Schlitz vorgeschoben werden kann, dient dazu, den Stempel d während des Einspannens niederzudrücken. Das Einspannen des Papiers erfolgt bei n, indem der Deckel o, welchen [Fig. 18] auch im Durchschnitt darstellt, durch die Schraube p gegen das Ende der Hülse a gedrückt wird, und zwar paßt eine Erhöhung des Deckels o in eine Vertiefung der Hülsenwand, so daß das Papier ganz gleichmäßig eingespannt wird. Die Prüfung geschieht in folgender Weise.

Nachdem das Papier, welches man am besten in Blättchen von 3 qcm schneidet, bei n eingespannt ist und beide Millimeterteilungen auf Null eingestellt sind, wird durch Hülse k die Schraubenspindel h vorwärts geschraubt, wodurch auf die Feder b ein Druck ausgeübt wird. Um diesen Druck gleichmäßig auf die Feder b zu verteilen, ist zwischen der Feder und der Schraubenspindel ein loses dünnes Scheibchen q angebracht, welches im Mittelpunkt durchlocht ist und welchem der Stift e als Führung dient. Der Druck der Feder überträgt sich nun auf die mit dem Stempel d versehene Scheibe c, und der Stempel dehnt das Papier, bis die Federspannung der Kraft, welche zum Durchlochen des Papiers erforderlich ist, entspricht. Der Stift f wird von der Führung g mitgenommen; er ist an der Drehung in der Hülse durch die Nute und Feder r verhindert und gibt, da er mit e in steter Berührung bleibt, in seiner Verschiebung gegen g die Bruchbelastung an, während die Ablesung an der Hülse a die Summe von Bruchbelastung und Dehnung anzeigt.

Zieht man also von der an der Hülse a abgelesenen Größe die an dem Stift g abgelesene ab, so ergibt sich eine Größe, welche der Durchbiegung des Papiers entspricht.

Im Papierlager zur schnellen Vergleichung verschiedener Papiersorten kann dieser kleine Apparat vielleicht oft mit Vorteil verwendet werden. Zur Ermittelung von Reißlänge und Dehnung ist er nicht geeignet.

[17] A. Martens gibt im Ergänzungsheft III der „Mitteilungen aus den technischen Versuchsanstalten 1887“ eine ausführliche Beschreibung des Apparates unter Mitteilung von Versuchsergebnissen.