DE1164124B - Vorrichtung zum Einspannen von Probestaeben in Pruefmaschinen - Google Patents

Description

• Vorrichtung zum Einspannen von Probestäben in Prüfmaschinen Die Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Einspannen von Probestäben in Prüfmaschinen zur Untersuchung der Materialeigenschaften von Werkstoffen, insbesondere zur Untersuchung von Ermüdungserscheinungen. Zu derartigen Einspannvorrichtungen gehören im allgemeinen zwei Spannbacken, die mit geriffelten Anlageflächen auf gegenüberliegenden Seiten das Probeende angreifen und von geeigneten Zwischenklötzen gehalten werden; die Zwischenklötze sind in einem mit der Prüfeinrichtung verbundenen Rahmen keilartig eingesetzt. Die Riffelung der Klemmflächen, indem sich diese in das Ende der Proben eindrücken, erhöht die Haftung zwischen Probe und Spannbacke. Es sind bereits Spannbacken bekannt, die in ein an der Probe anliegendes Futterstück mit aufgerauhter Oberfläche und ein längsunverschieblich damit verbundenes, im Maschinenrahmen gehaltenes Haltestück unterteilt sind.
• Die von der Riffelung des Futterstückes herrührenden Eindrücke können, besonders bei Beanspruchung mit wechselnder Prüflast, das Entstehen parasitärer, unzulässiger Spannungen und örtlicher Materialschwächungen zur Folge haben; solche Spannungen können zu einem vorzeitigen Bruch der Proben im Bereich der Spannbacken führen, deren Ursache in einer ungünstigen und ungleichmäßigen Verteilung des Klemmdruckes auf die Klemmfläche zu suchen ist. So hat man schon festgestellt, daß bei Verwendung bekannter Spannvorrichtungen der Dauerbruch oft in der Nähe oder im Übergang zu einer Einspannstelle des Probestabes erfolgt. Um diesen Übelständen abzuhelfen, hat man die Einspannkörper so zu gestalten versucht, daß eine nahezu stetige Abnahme des Spanndruckes längs der Einspannlänge des Probestabes stattfindet, indem z. B. die Einspannkörper lamelliert sind, etwa durch quergerichtete oder axial verlaufende Einschnitte in den Spannbacken. Man hat mit dem gleichen Ziel auch schon einen zahnartigen Eingriff zwischen der Rückseite des Futterstückes und dem Haltestück auf ganzer Länge des Futterstückes angewendet.
• Das Ziel der Erfindung ist, bei einer für Prüfmaschinen, beispielsweise solchen mit hydraulischem Schwingantrieb, geeigneten Spannbacke dieselbe so auszubilden, daß nicht nur ein leichtes Auswechseln und damit eine entsprechende Anpassung an die jeweilige Größe und Form der Probe möglich ist, sondern auch so, daß der Klemmdruck gleichmäßig auf das eingespannte Ende der Probe übertragen und eine unzulässige Beanspruchung einzelner Teile der Oberfläche verhütet wird.
• Bei einer Vorrichtung zum Einspannen von Probe- stäben für Prüfmaschinen, die in ein an der Probe anliegendes Futterstück mit aufgerauhter Oberfläche und ein längsunverschieblich damit verbundenes, im Maschinenrahmen gehaltenes Haltestück unterteilt ist, liegt gemäß der Erfindung zwischen dem Futterstück und dem Haltestück nur in einem mittleren Abschnitt des Futterstückes ein flächenhaftes Auflager, dagegen in den übrigen Abschnitten zwischen dem Futterstück und dem Haltestück ein Zwischenraum vor, der eine zur Verteilung des Spanndruckes ausreichende elastische Verformung des Futterstückes ermöglicht. Der Ausdruck »mittlerer Abschnitt« braucht dabei nicht zu bedeuten, daß dieser Abschnitt den gleichen Mittelpunkt hat wie die gesamte Anlagefläche der Spannbacke; es kann sogar in manchen Fällen von Vorteil sein, den genannten Abschnitt näher in den oberen Teil des Futterstückes zu verlegen. Die Wirkung des Zwischenraumes beruht darauf, daß innerhalb einer gewissen Grenze ein Ausweichen des aus elastischem Werkstoff bestehenden Futterstückes erfolgen kann.
• Der Abstand zwischen Haltestück und Futterstück kann dabei von dem Abschnitt mit flächenhaltem Auflager nach dem Ende des Futterstückes hin zunehmen. Das kann dadurch zustande kommen, daß die Stärke des Futterstückes von dem im mittleren Ab schnitt befindlichen flächenhaften Auflager nach den Enden zu abnimmt. Vorteilhafterweise weist das Futterstück in dem genannten mittleren Abschnitt auf der Rückseite einen querverlaufenden Ansatz auf, der in eine Nut des Haltestückes eingreift. Dadurch, daß die auf das Probenende wirkenden Klemmdrücke von der Mitte zum Rand hin abnehmen, wird auch vermieden, daß der Wert des Spanndruckes an der Übergangsstelle, wo die Probe aus der Spannbacke tritt, zu schroffe Änderungen erfährt. Da der mittlere Abschnitt kleiner als die Fläche der einzuklemmenden Enden des Probestabes ist, gestattet eine solche progressive Druckverteilung außerdem eine wesentlich bessere zentrische Einspannung der Prüfkörper, so daß das Auftreten der bei den Ermüdungsprüfungen besonders gefährlichen, unzulässigen Biegungsbeanspruchungen weitgehend unterbunden wird.
• Als Material für die beschriebenen Spannbacken wird vorzugsweise ein elastischer Werkstoff verwendet.
• Nachstehend werden an Hand der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Es zeigt F i g. 1 perspektivisch zunächst eine Einspannvorrichtung bekannter Bauart, F i g. 2 perspektivisch und teilweise im Schnitt eine gemäß der Erfindung ausgebildete Spannbacke, Fig. 3 eine Draufsicht auf eine andere gemäß der Erfindung ausgebildete Ausführungsform einer Spannbacke in zwei Varianten, F i g. 4 einen Schnitt längs der senkrechten Mittellinie der Spannbacke gemäß Fig. 3.
• Bei der in F i g. 1 dargestellten üblichen Einspannvorrichtung werden zwei einteilige Futterstücke 1 mit geriffelter Anlagefläche 2 von Zwischenklötzen 3 aufgenommen, die ihrerseits keilartig in einen Rahmen 4 eingesetzt sind. Mit strichpunktierten Linien ist das eingeklemmte Probestück 5 angedeutet.
• Die in F i g. 2, 3 und 4 dargestellte Spannbacke ist in ein Halte stück 6 und ein von diesem abnehmbares Futterstück 1 unterteilt, das eine geriffelte Oberfläche 2 besitzt. Das mittels einer Schraube 7 gehaltene Futterstück 1 ist mit einem Ansatz 8 versehen, der entweder die Gestalt eines Kreiszylinders oder eines sich in waagerechter Richtung bis zu den Seitenkanten erstreckenden Prismas hat; der Ansatz paßt in eine entsprechende kreiszylindrische Ausnehmung 9 bzw. rechteckige Ausnehmung 91 des Haltestückes 6 und bildet eine zentrale zur Längs- achse des eingespannten Probenendes symmetrische Zone mit flächenhaftem Auflager.
• Um den zwischen dem Haltestück 6 und dem Futterstück vorgesehenen Zwischenraum zu schaffen, verläuft bei der Ausführungsform nach F i g. 3 bzw. 4 die dem Futterstück 1 zugekehrte Fläche 10 des Haltestückes 6 zum Rande hin schräg, so daß ihr Abstand vom Futterstück am Rande ist; bei dem Beispiel nach F i g. 2 ist die dem Futterstück zugekehrte Seite außerhalb der zentralen Zone eben ausgebildet, während die Dicke des Futterstückes zum oberen und unteren Rande hin abnimmt.

Claims (3)

1. Patentansprüche: 1. Vorrichtung zum Einspannen von Probestäben in Prüfmaschinen, die in ein an der Probe anliegendes Futterstück mit aufgerauhter Oberfläche und ein längsunverschieblich damit verbundenes, im Maschinenrahmen gehaltenes Haltestück unterteilt ist, dadurch gekennzeichn e t, daß zwischen dem Futterstück (1) und dem Haltestück (6) nur in einem mittleren Abschnitt des Futterstückes ein flächenhaftes Auflager, dagegen in den übrigen Abschnitten zwischen dem Futterstück und dem Haltestück ein Zwischenraum vorliegt, der eine zur Verteilung des Spanndruckes ausreichende elastische Verformung des Futterstückes ermöglicht.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke des Futterstückes (1) von dem im mittleren Teil befindlichen flächenhaften Auflager nach den Enden zu abnimmt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Futterstück (1) in dem genannten mittleren Abschnitt auf der Rückseite einen querverlaufenden Ansatz (8) aufweist, der in eine Nut des Haltestückes (6) eingreift.

   In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 862 379; USA.-Patentschriften Nr. 2 245 316, 2 431 165, 2 600 923.