DE29600312U1 - Spannkopf für eine Werkstoffprüfmaschine - Google Patents

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Spannkopf für eine Werkstoffprüfmaschine zum Einspannen von Prüfkörpern, der zwei eine Aufnahmeöffnung zwischen sich bildende Schenkel und ein Spannmittel in einem der Schenkel und ein diesem Spannmittel zugeordnetes Gegenlager in dem anderen Schenkel umfaßt.

Derartige Spannköpfe sind seit langem bekannt. In dem DE-GM 295 05 374.7 wird eine Bauart beschrieben, die es erlaubt, insbesondere kurze Proben bzw. Prüfkörper mit einer hohen Spannkraft zu spannen. Hierzu sind zwei sich gegenüberliegende Spannköpfe vorgesehen, wobei jeder der beiden Spannköpfe ein Ende des Prüfkörpers spannt. Um die mechanischen Werkstoffeigenschaften des Prüfkörpers unter homogenen, einachsigen Zugspannungen zu ermitteln, bewegen sich die beiden Spannköpfe voneinander weg, bis der Prüfkörper an einer Stelle eingeschnürt und möglicherweise zerstört worden ist.

Ein Nachteil des bekannten Spannkopfes besteht darin, daß kurze Prüfkörper für den Einspannvorgang in der Aufnahmeöffnung des Spannkopfes von Hand gehalten werden müssen, um zu erreichen, daß das eine Ende des Prüfkörpers durch das Spannmittel gespannt wird. Dies ist jedoch aus sicherheitstechnischen Gründen nicht zulässig.

Für solche Zwecke ist deshalb eine Zange vorgesehen, mit Hilfe derer der Prüfkörper in der Aufnahmeöffnung des Spannkopfes 0 gehalten wird, so daß die Hände der bedienenden Person nicht der Gefahr von Verletzungen ausgesetzt sind. Der Nachteil dieser Zange besteht darin, daß der Prüfkörper in der Zange nicht lagerichtig gehalten und so dieser Prüfkörper nicht lagerichtig im Spannkopf gespannt werden kann. Bei unsachgemä-5 ßer Handhabung der Zange besteht die Gefahr, daß diese während des Einspannvorgangs in das Spannmittel gelangt, wodurch sowohl an der bedienenden Person als auch am Spannkopf selbst

Schäden entstehen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spannkopf für eine Werkstoffprüfmaschine zu schaffen, der ein Einspannen und Entnehmen von Prüfkörpern beliebiger Querschnitte erlaubt, ohne daß der Prüfkörper während des EinspannVorgangs durch eine bedienende Person gehalten wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß im Bereich der Aufnahmeöffung des Spannkopfes eine Klemmeinrichtung in derartiger Ausbildung angeordnet oder dort ein- bzw. ansetzbar ist, daß die Klemmeinrichtung den Prüfkörper vor dem Einspannvorgang lagerichtig in der Aufnahmeöffung des Spannkopfes auf der Höhe des Spannmittels hält, wobei die Klemmeinrichtung Klemmelemente zum Festklemmen des Prüfkörpers umfaßt.

Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten den Vorteil auf, daß in einfacher Weise durch bloßes Hineindrücken des Prüfkörpers in die Klemmeinrichtung der Prüfkörper selbsttätig gehalten wird und relativ zum Spannkopf positioniert ist. Dabei ragt der in der Klemmeinrichtung gehaltene Prüfkörper in die Aufnahmeöffnung des Spannkopfes hinein und kann so von den Spannmitteln des Spannkopfes gespannt werden, ohne daß eine bedienende Person während des Spannvorganges sich im Bereich des Spannkopfes aufhalten muß.

• Die Klemmeinrichtung ist vorzugsweise unmittelbar an einem Spannkopf vor dessen Aufnahmeöffung angeordnet.

0 Bei einer anderen Ausführung des erfindungsgemäßen Spannkopfes ist die Klemmeinrichtung zwischen den sich gegenüberliegenden Spannköpfen angeordnet und dient neben ihrer eigentlichen Funktion, den Prüfkörper lagerichtig zum Spannkopf zu halten gleichzeitig als Richthilfe insbesondere für nicht eben ausge-5 bildete Prüfkörper.

Vorteilhafterweise ist die Klemmeinrichtung - falls diese

unmittelbar an dem Spannkopf angeordnet ist- lösbar mit dem Spannkopf verbunden. Zusätzlich ist vorgesehen, daß diese Klemmeinrichtung gegenüber dem Spannkopf verschieblich ist, um je nach Querschnitt des Prüfkörpers die mittige Lage zum Spannkopf einstellen zu können, so daß die Klemmeinrichtung zusätzlich die Funktion eines Tiefenanschlags übernimmt und alle Prüfkörper desselben Querschnitts die gleiche Position im Spannkopf einnehmen.

Die Lagerung der Klemmeinrichtung hierfür ist so ausgebildet, daß zum.Anbringen der Klemmeinrichtung an einen Spannkopf ein Steg, der vorzugsweise mit der Klemmeinrichtung ein einstückiges Teil bildet, in eine Nut an den Enden der beiden Schenkel des Spannkopfes einschiebbar ist. Vorteilhafterweise ist diese Nut an der Innenseite der beiden Schenkel des Spannkopfes vorgesehen. Eine Skala, die an der Klemmeinrichtung angeordnet ist, zeigt die Relativverschiebung der Klemmeinrichtung gegenüber einem ortsfesten Nullpunkt, beispielsweise einer Markierung auf einem der Schenkel des Spannkopfes, an.

Die Klemmelemente sind vorzugsweise in den beiden Schenkeln der Klemmeinrichtung verschieblich und federnd gelagert. Sie sind so zueinander angeordnet, daß die freien Enden der beiden Klemmelemente in den freien Raum zwischen den beiden Schenkeln der Klemmeinrichtung hineinragen. Ferner sind die beiden Klemmelemente zueinander achsengleich abgeordnet.

Weitere Ausgestaltungen von Klemmelementen und deren Anordnung in der Klemmeinrichtung sind vielfältig. Sie haben alle den gemeinsamen Zweck, einen Prüfkörper lagerichtig in der Aufnahmeöffnung des Spannkopfes zu halten.

um das bloße Hineindrücken des Prüfkörpers in die Klemmeinrichtung zu erleichtern, sind an den Enden der Klemmelemente vorzugsweise drehbar gelagerte Rollen vorgesehen. Sie weisen an ihrer Mantelfläche einen hohen Reibungskoeffizienten auf, der bewirkt, daß sich die Rollen während des Hineindrückens

des Prüfkörpers in die Klemmeinrichtung mit der Bewegung des Prüfkörpers mitdrehen und so. den Vorgang der Positionierung des Prüfkörpers unterstützen.

Vorteilhafterweise wird der hohe Reibungskoeffizient durch Rändeln der Mantelflächen erreicht. Ebenso ist denkbar, daß die Mantelflächen der Rollen mit einem Gummi ausgestattet sind.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Spannkopfes ist vorgesehen, daß der Prüfkörper zwischen den Klemmelementen und einem Anschlag festklemmbar ist. Hierzu ist vorgesehen, daß die Klemmeinrichtung einen, in der Gebrauchslage von oben gesehen, U-förmigen Grundkörper umfaßt, an dessen beiden Schenkeln die Klemmelemente und an dessen Grund der Anschlag angeordnet sind.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des Spannkopfes ist vorgesehen, daß der Prüfkörper mittels eines Magneten in der Klemmeinrichtung gehalten wird.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß der Anschlag aus einer Platte besteht, die an dem Grund des Grundkörpers der Klemmeinrichtung lösbar befestigt ist. Die Platte ragt dabei in den von den beiden Schenkeln des Grundkörpers aufgespannten Raum und ist in Abhängigkeit des Querschnittes • des Prüfkörpers zu wählen, so daß der Prüfkörper zwischen den Klemmelementen und dem Anschlag festklemmbar ist.

Als weitere relative Verstellmöglichkeit ist vorgesehen, daß die Klemmelemente senkrecht zur Spannrichtung des Spannkopfes (Bewegungsrichtung der Spannmittel) entlang der Längserstrekkung der Schenkel der Klemmeinrichtung verschieblich sind, so daß, vergleichbar mit dem plattenförmigen Anschlag, die Klemmeinrichtung auf unterschiedliche Querschnitte des Prüfkörpers einstellbar ist und so der Prüfkörper zwischen den Klemmelementen und dem Anschlag festklemmbar ist.

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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines schematisch dargestellten Spannkopfes einer Werkstoffprüfmaschine mit einer daran angeordneten Klemmeinrichtung, 10

Fig. 2 . eine Draufsicht auf die Klemmeinrichtung gemäß Fig. 1 teilweise im Schnitt,

Fig. 3 einen Schnitt durch die Klemmeinrichtung entlang einer Linie III-III gemäß Fig. 2.

Ein Spannkopf 1 {Fig. 1), der an einer Werkstoffprüfmaschine angeordnet ist, besteht im wesentlichen aus einem Grundkörper, der unter Bildung von Schenkeln U-förmig gestaltet ist, wobei je nach Ausführung des Spannkopfes 1 der Abstand der beiden Schenkel voneinander unterschiedlich ist. An dem einen Schenkel befindet sich das (in der Zeichnung nicht dargestellte) Spannmittel und an dem anderen Schenkel, das ebenfalls in der Zeichnung nicht dargestellte Gegenlager, das auf das Zusammenwirken mit dem Spannmittel ausgerichtet ist.

• Die offene Seite des U-förmig gestalteten Spannkopfes 1 bildet für einen einzuspannenden Prüfkörper 2 die Aufnahmeöffnung 20.

0 Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist unmittelbar an der Unterseite vor der Aufnahmeöffnung 20 des Spannkopfes 1 eine Klemmeinrichtung 3 angeordnet.

Diese Klemmeinrichtung 3 (Fig. 2, 3) weist einen in der Gebrauchslage des Spannkopfes 1 von oben gesehen U-förmigen Grundkörper 6 auf, an dessen beiden Schenkeln 7, 8 Klemmelemente 4 angeordnet sind, die in Gebrauchslage den Prüfkörper 2

zwischen sich und einem Anschlag 5 festklemmen.

Ist der Prüfkörper 2 in seinem Querschnitt größer bemessen als beispielsweise in Fig. 2 dargestellt ist, bieten sich zwei Möglichkeiten, damit der Prüfkörper 2 größeren Querschnitts lagerichtig in der Klemmeinrichtung 3 gehalten werden kann. Zum einen ist es möglich, den Anschlag 5, der aus einer mit dem Grund 9 der Klemmeinrichtung 3 lösbar verbundenen Platte 15 besteht, die in den durch die beiden Schenkel 7, 8 der Klemmeinrichtung 3 aufgespannten Raum hineinragt, auszuwechseln und durch eine kürzere Platte zu ersetzen, so daß der Abstand zwischen den Klemmelementen 4 und dem Anschlag 5 vergrößert wird. Zum anderen ist es möglich, die in den beiden Schenkeln 7, 8 der Klemmeinrichtung 3 angeordneten Klemmelemente 4 senkrecht zur Spannrichtung des Spannkopfes 1 entlang den Schenkeln 7,8 zu verschieben.

Ist die lichte Weite zwischen Anschlag 5 und den Klemmelementen 4 eingestellt, so ist der Prüfkörper 2 gegen die Klemmelemente 4, die an ihren Enden 10 drehbar gelagerte Rollen 11 aufweisen, zu drücken, bis die federnd gelagerten Klemmelemente 4 in Richtung eines Pfeils 19 (Fig. 2) nachgeben und der Prüfkörper 2 mit der Drehung der bei den Rollen 11 in den Raum zwischen den Klemmelementen 4 und den Anschlag 5 gelangt.

Durch die Klemmelemente 4 wird der Prüfkörper 2 dann zwischen diesen und dem Anschlag 5 festgeklemmt.

Zur Posititionierung des in der Klemmeinrichtung 3 bereits festgeklemmten Prüfkörpers 2 relativ zum Spannkopf 1 ist eine verschiebliche Lagerung der Klemmeinrichtung 3 in Führungen 21 vorgesehen. Die Führung 21 besteht aus einem mit der Klemmeinrichtung 3 einstückig verbundenen Steg 13, der in eine auf der Innenseite der Schenkel des Spannkopfes 1 vorgesehene Nut 14 eingreift und in dieser gleitet. Die Arretierung der Klemmeinrichtung 3 wird über Halteelemente 12, wie beispielsweise Rändelschrauben, erzielt.

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Um die relative Lage der Klemmeinrichtung 3 zum Spannkopf 1 bemessen zu können, ist an der Klemmeinrichtung 3 eine Skala 16 vorgesehen, die die relative Verschiebung der Klemmeinrichtung 3 gegenüber einem ortsfesten Punkt, beispielsweise einem Nullpunkt 17, der an einem der Schenkel des Spannkopfes 1 markiert ist, anzeigt. Daher kann diese Klemmeinrichtung 3 auch als Tiefenanschlag Verwendung finden, so daß jeder Prüfkörper 2 gleichen Querschnitts an der gleichen Stelle vom Spannmittel des Spannkopfes 1 aufgenommen und gespannt wird.
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Die Klemmeinrichtung 3 eignet sich für die Aufnahme von Prüfkörpern 2 beliebiger Querschnitte bestehend aus metallischen und nichtmetallischen Werkstoffen.

Claims (17)

Ansprüche

1. Spannkopf für eine WerkstoffPrüfmaschine zum Einspannen von Prüfkörpern, der zwei eine Aufnahmeöffnung zwischen sich bildende Schenkel und ein Spannmittel in einem der Schenkel und ein diesem Spannmittel zugeordnetes Gegenlager in dem anderen Schenkel umfaßt, dadurch gekennzeich- net, daß im Bereich der Aufnahmeöffung des Spannkopfes (1) eine Klemmeinrichtung (3) in derartiger Ausbildung angeordnet oder dort ein- bzw. ansetzbar ist, daß die Klemmeinrichtung (3) den Prüfkörper (2) vor dem Einspannvorgang lagerichtig in der Aufnahmeöffung (20) des Spannkopfes (l)auf der Höhe des Spannmittels hält, wobei die Klemmeinrichtung (3) Klemmelernente {4}zum Festklemmen des Prüfkörpers (2) umfaßt.

2. Spannkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

der Prüfkörper (2) zwischen den Klemmelementen (2) und einem Anschlag (5) festklemmbar ist.

3. Spannkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Prüfkörper (2) in die Klemmposition zwischen bzw. an den Klemmelementen (4) hineindrückbar ist.

■ 4. Spannkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung (3) einen - in der Gebrauchslage von oben gesehen - U-förmigen 0 Grundkörper (6) umfaßt, an dessen beiden Schenkeln (7, 8) die Klemmelemente (4) angeordnet sind und an dessen Grund (9) der Anschlag (5) vorgesehen ist.

5. Spannkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge-5 kennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung (3) lösbar an den Enden der beiden Schenkel {7, 8) des Spannkopfes (1) angeordnet ist und der Grund (9) der Klemmeinrichtung (3)

die Aufnahmeöffnung (20) des Spannkopfes {l) teilweise abdeckt.

6. Spannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung (3) in Führungen (21)gelagert und senkrecht zur Spannrichtung verschiebbar ist und mittels Halteelementen (12) arretierbar ist.

7. Spannkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente (4) senkrecht zur Spannrichtung verschieblich und federnd gelagert und so zueinander angeordnet sind, daß die freien Enden (10) der beiden Klemmelemente (4) in den freien Raum zwischen den beiden Schenkeln (7, 8) der Klemmeinrichtung (3) hineinragen.

8. Spannkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Klemmelemente (4) achsengleich zueinander angeordnet sind.

9. Spannkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden (10) der Klemmelemente (4) drehbar gelagerte Rollen (11) aufweisen.

■ 10. Spannkopf nach Anspruch 9', dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (11) an ihrer Mantelfläche einen hohen Reibkoeffizienten aufweisen.

11. Spannkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung der Klemmeinrichtung (3) so ausgebildet ist, daß zum Anbringen der Klemmeinrichtung an einen Spannkopf (1) ein Steg (13), der mit der Klemmeinrichtung (3) ein 5 einstückiges Teil bildet, in eine Nut (14) an den Enden der beiden Schenkel (7, 8) des Spannkopfes (1) einschiebbar ist.

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12. Spannkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (14) an der Innenseite der beiden Schenkel (7, 8) des Spannkopfes (1) vorgesehen sind.

13. Spannkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (5) aus einer mit dem Grund (9) der Klemmeinrichtung (3) lösbar verbunden Platte (15) besteht, die in ihrer Länge frei wählbar ist.

14. Spannkopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende der Platte (15) in den durch die beiden Schenkel (7, 8) der Klemmeinrichtung (3) aufgespannten Raum hineinragt.

15. Spannkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmelemente (3) senkrecht zur Spannrichtung verschiebbar sind und so der Abstand zwischen den Klemmelementen (3) und dem Anschlag (5) veränderbar ist.

16. Spannkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Klemmeinrichtung (3) eine Skala (IS) vorgesehen ist, die die Relatiwerschiebung der Klemmeinrichtung (3) gegenüber einem ortsfesten Nullpunkt (17) anzeigt und so einen Tiefenanschlag bildet.

17. Spannkopf nach einem der vorhergehenden- Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmeinrichtung (3) zum

3.0 Halten von Prüfkörpern (2) beliebiger Querschnitte sowie aus metallischen und nichtmetallischen Werkstoffen vorgesehen ist.