DE3720303A1 - Probeneinspannvorrichtung fuer pruefmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Probeneinspannvorrichtung für Prüfmaschinen, insbesondere für Schnellzerreißver­ suche, mit einem Einspannkopf und einer am Einspannkopf angeordneten Kraftmeßeinrichtung, die mit einem festen oder beweglichen Teil der Prüfmaschine verbunden ist.

Bei Prüfmaschinen ist es bekannt, an einem Einspannkopf für die Probe eine Kraftmeßeinrichtung anzuordnen (DE- PS 17 73 642). Die Kraftmeßeinrichtung ist meist an einem Querjoch oder an einer Quertraverse der Prüfma­ schine befestigt und ihrerseits wieder mit einem Ein­ spannkopf verbunden.

Bei Prüfaufgaben mit sehr schnellen Abläufen, z. B. bei Schnellzerreißversuchen, war es bisher nicht möglich, den Kraftverlauf und den Wegverlauf über der Zeit mit einfachen Mitteln genügend genau zu erfassen. Bei der Kraftmessung führen die Teilmassen aus Spannzeug bzw. Einspannvorrichtung und Kraftaufnehmer zu niedrigen Ei­ genfrequenzen, welche die Messung hochfrequenter Vor­ gänge behindern oder unmöglich machen. Eine direkte Wegmessung in Probennähe war in solchen Fällen mit den bisher bekannten Methoden nicht möglich.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Proben­ einspannvorrichtung für Prüfmaschinen zu schaffen, wel­ che die Nachteile des bekannten Standes der Technik vermeidet und welche es erlaubt, insbesondere bei Schnellzerreißversuchen, gleichzeitig Kraft- und Weg­ messungen mit einfachen Mitteln durchzuführen. Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angege­ benen Merkmale gelöst. Die Patentansprüche beziehen sich auch auf Ausgestaltungen der Erfindung.

Durch die Kombination einer in die Einspannvorrichtung einer Prüfmaschine integrierten leichten Kraftmeßein­ richtung mit einer Wegmeßeinrichtung lassen sich insbe­ sondere bei schnellen Prüfabläufen erheblich verbesser­ te Meßergebnisse sowohl bei der Kraftmessung als auch bei der Wegmessung erzielen. Durch die besondere Ge­ staltung der Grundplatte, die einerseits Bestandteil des Einspannkopfes ist und andererseits einen Teil des Kraftaufnehmers darstellt, werden gegenüber bisher be­ kannten Lösungen erhebliche Massen eingespart und eine wesentliche Erhöhung der Eigenfrequenz der Einspannvor­ richtung erreicht.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel der Pa­ tentzeichnung dargestellt und in der Beschreibung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt einen an der Quertraver­ se einer Prüfmaschine angeordneten Einspannkopf für eine Materialprobe.

Die Quertraverse 1 der nicht dargestellten Prüfmaschine ist schematisch angedeutet. Gegen die Quertraverse ist eine leichte Kraftmeßeinrichtung bzw. ein Kraft­ aufnehmer 2, der z. B. als piezo-elektrischer Meßring ausgebildet sein kann, mit Hilfe einer Grundplatte 3 verspannt. Die Verspannung des Kraftaufnehmers wird so gewählt, daß an der Einspannvorrichtung sowohl Druck­ kräfte als auch Zugkräfte übertragen werden können. Die Verspannung kann z. B. über eine mittig angeordnete Spannschraube 3′ erfolgen. Die Grundplatte 3 ist an ihrer Unterseite an die Aufnahme des Kraftaufnehmers 2 angepaßt und damit Bestandteil des Aufnehmers.

Auf ihrer Oberseite trägt die Grundplatte 3 die eigent­ liche Spann- oder Klemmvorrichtung zur Aufnahme einer Probe 4. Das Einspannen oder Klemmen der Probe 4 er­ folgt durch die Keil- oder Spannbacken 5, die über das Spannjoch 6 mit Hilfe der Schrauben 7 betätigt werden.

Hierbei werden die keilförmig ausgebildeten Spannbacken 5 durch das ebenfalls mit Keilflächen versehene Spann­ joch 6 gegeneinander gedrückt und klemmen dadurch die Probe 4 fest.

Auf der Grundplatte 2, oder wie im Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt, auf dem Spannjoch 5 ist eine Spiegelfläche 8 angeordnet, die zur Wegmessung an der Einspannvorrichtung dient. Ein durch eine Licht­ quelle 9, insbesondere eine Laser-Lichtquelle erzeugter Lichtstrahlt 10 wird auf die Spiegelfläche 8 und von hier auf einen Positionsdetektor 11 gelenkt. Der Detek­ tor ist als photo-elektrischer Positionsdetektor ausge­ bildet, der es ermöglicht, die Lage eines Lichtpunktes auf dem Detektor exakt zu erfassen. Hierbei wandelt der Positionsdetektor Lichtpunkte in positionsabhängige Photoströme um, die in einer elektronischen Auswerte­ einrichtung 12 als positionsproportionale Spannungen ausgewertet werden. Bewegungen der Spiegelfläche 8 erzeugen einen wandernden Lichtpunkt, dessen jeweilige Lage erfaßt und ausgewertet wird. Die Bewegungen des Lichtpunktes stellen ein Maß für die Bewegungen der Spiegelfläche und damit auch für Bewegungen an der Pro­ be dar. Mit der Anordnung können insbesondere genaue Wegmessungen bei schnellen Prüfabläufen durchgeführt werden.

Claims (3)

1. Probeneinspannvorrichtung für Prüfmaschinen, insbe­ sondere für Schnellzerreißversuche, mit einem Ein­ spannkopf und einer am Einspannkopf angeordneten Kraftmeßeinrichtung, die mit einem festen oder be­ weglichen Teil der Prüfmaschine verbunden ist, da­ durch gekennzeichnet, daß der Einspannkopf eine Grundplatte (3) für die Einspannelemente aufweist, daß die eine Seite der Grundplatte (3) für die Aufnahme der Einspannelemente und die andere Seite für den Anbau der Kraftmeßeinrichtung (2) ausge­ bildet ist, daß die Kraftmeßeinrichtung (2) mit der Grundplatte (3) gegen eine Quertraverse (1), eine Tischplatte oder dergl. als Gegenlager an der Prüfmaschine verspannt ist und daß an der Grund­ platte (3) oder an anderen geeigneten Flächen des Einspannkopfes eine Spiegelfläche (8) angeordnet ist, die einen von einer Lichtquelle (9) erzeugten Lichtstrahl (10) zum Zweck der Verformungsmessung auf einen Positionsdetektor (11) reflektiert, der mit einer Auswerteelektronik (12) verbunden ist.

2. Probeneinspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeßeinrichtung (2) aus einem in Wirkungsrichtung der zu messenden Kraft steifen piezo-elektrischen Meßring besteht.

3. Probeneinspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (9) eine punktförmige Laser-Lichtquelle ist.