CH656006A5

CH656006A5 - CLAMPING DEVICE FOR MATERIAL TESTING MACHINES FOR CARRYING OUT AC VOLTAGE AND ALTERNATIVE TESTS AT HIGH TEMPERATURES.

Info

Publication number: CH656006A5
Application number: CH384982A
Authority: CH
Inventors: Andreas Pohl; Gerhard Hintz
Original assignee: Schenck Ag Carl
Priority date: 1981-06-25
Filing date: 1982-06-23
Publication date: 1986-05-30
Also published as: DE3124877C2; DE3124877A1; JPS6336452B2; GB2101337A; JPS586440A; GB2101337B

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung für Werkstoffprüfmaschinen zur Durchführung von Wechselspannungs- und Wechseldehnversuchen bei hohen Temperaturen, mit an der Prüfmaschine anzuordnen bestimmten Einspanneinheiten mit Einspannelementen für eine Materialprobe, je einem auf die eingespannten Enden der Materialprobe wirkenden Belastungsstempel zur Verspannung dieser Enden gegenüber den Einspannelementen, wobei die für die Verspannung erforderliche Vorbelastung des Belastungsstempels an die Temperatur der Probe bzw. der Einspannelemente anpassbar ist. The invention relates to a clamping device for material testing machines for carrying out alternating voltage and alternating stretching tests at high temperatures, with specific clamping units with clamping elements for a material sample to be arranged on the testing machine, one load stamp acting on the clamped ends of the material sample for clamping these ends relative to the clamping elements, whereby the preloading of the loading ram required for the bracing can be adapted to the temperature of the sample or the clamping elements.

Bei solchen Einspannvorrichtungen muss die Materialprobe in den Einspannelementen so aufgenommen werden, dass bei allen vorkommenden Prüfbedingungen kein Spiel in der Einspannung auftritt. Dazu werden die Einspannköpfe der Probe in den Einspannelementen verspannt oder vorgespannt. Die Vorspannung wird so gewählt, dass bei wechselnder Kraftrichtung und bei unterschiedlichen Temperaturen Spielfreiheit während der Prüfung gewährleistet ist. With such clamping devices, the material sample must be taken up in the clamping elements in such a way that no play occurs in the clamping under all test conditions. For this purpose, the clamping heads of the specimen are clamped or preloaded in the clamping elements. The preload is selected so that there is no backlash during the test when the direction of force changes and at different temperatures.

Die mit der Probe unmittelbar verbundenen Einspannelemente bestehen aus hochwertigem, hochwarmfestem Material. Ihre Festigkeit ist, wie die Festigkeit anderer metallischer Werkstoffe, bei hohen Temperaturen stark temperaturabhängig. Die Vorspannkraft bzw. die Verspannkraft zwischen Einspannkopf der Probe und Einspannelement muss daher bei hohen Temperaturen an die geänderten, d.h. verringerten Festigkeiten angepasst und entsprechend herabgesetzt werden. The clamping elements that are directly connected to the sample are made of high-quality, highly heat-resistant material. Like other metallic materials, their strength is strongly temperature-dependent at high temperatures. The pre-tensioning force or the tensioning force between the clamping head of the specimen and the clamping element must therefore be adjusted to the changed, i.e. reduced strengths adjusted and reduced accordingly.

Zur Aufbringung der Vorspannung wird jeder Einspannkopf der Probe durch einen Belastungsstempel beaufschlagt. Der Belastungsstempel, der durch das Einspannelement hindurchgeführt ist und auf die Stirnfläche des Einspannkopfes s wirkt, verspannt den Einspannkopf gegen das Einspannelement. Die Probe kann z.B. Gewindeeinspannköpfe aufweisen und in hülsenförmige Einspannelemente eingeschraubt sein. Es kann auch eine Schulterkopfeinspannung oder eine andere geeignete Einspannung für die Probe vorgesehen io werden. To apply the preload, each clamping head of the specimen is loaded with a load stamp. The load stamp, which is passed through the clamping element and acts on the end face of the clamping head s, clamps the clamping head against the clamping element. The sample can e.g. Have threaded clamping heads and be screwed into sleeve-shaped clamping elements. A shoulder head fixation or another suitable fixation can also be provided for the sample.

Der Belastungsstempel wird bei den bekannten Vorrichtungen mechanisch oder hydraulisch vorgespannt. Für die mechanische Vorspannung werden geeignete Federanordnungen verwendet, die von Hand einstellbar sind, so dass 15 unterschiedliche Vorspannkräfte bzw. Verspannkräfte zwischen Einspannkopf der Probe und Einspannelement aufgebracht werden können. Bei hydraulischen Anordnungen wird zur Erzeugung der Vorspannung der Belastungsstempel mit einem Betätigungszylinder bzw. Betätigungskolben ver-20 bunden, der von einem Druckmittel beaufschlagt wird. The loading ram is mechanically or hydraulically preloaded in the known devices. Suitable spring arrangements are used for the mechanical prestressing, which can be adjusted by hand, so that 15 different prestressing forces or prestressing forces can be applied between the clamping head of the specimen and the clamping element. In hydraulic arrangements, the load ram is connected to an actuating cylinder or actuating piston, which is acted upon by a pressure medium, in order to generate the preload.

Durch Steuerung oder Regelung des Drucks im Betätigungszylinder kann die Vorspannung des Belastungsstempels eingestellt werden. Bei mechanischen Vorspanneinrichtungen ist die Einstellung der Vorspannung von Hand umständlich. 25 Hydraulische Vorspannanordnungen erfordern einen nicht unerheblichen Aufwand. By controlling or regulating the pressure in the actuating cylinder, the preload of the load ram can be adjusted. With mechanical pre-tensioning devices, manual pre-tensioning is difficult. 25 Hydraulic preload arrangements require a considerable amount of effort.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die bekannte Einspannvorrichtung zu verbessern und zu vereinfachen. Dabei soll eine selbsttätige Einstellung der auf die Einspannköpfe der Probe wirkenden Vorspannung in Abhängigkeit von der Temperatur möglich sein. Die Vorspannung soll der Festigkeit des Materials der Einspannelemente bei unterschiedlichen Temperaturen, insbesondere dem Festigkeitsab-3S fall bei hohen Temperaturen anpassbar sein, so dass eine. Einstellung von Hand oder eine entsprechende Steuer- oder Regeleinrichtung entfallen kann. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Die abhängigen Ansprüche enthalten Ausgestaltungen der Erfin- It is an object of the present invention to improve and simplify the known clamping device. It should be possible to automatically adjust the pretension acting on the clamping heads of the specimen as a function of the temperature. The prestress should be adaptable to the strength of the material of the clamping elements at different temperatures, in particular the drop in strength at high temperatures, so that a. Manual adjustment or a corresponding control or regulating device can be omitted. This object is achieved by the features specified in claim 1. The dependent claims contain configurations of the inventions.

40 dunS" 40 dunS "

Die Vorteile der Erfindung ergeben sich im wesentlichen aus der Aufgabenstellung. Durch Verwendung einer Feder mit degressiver Kennlinie in Verbindung mit einem Belastungsstempel, dessen Material einen niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten aufweist als das Material der Einspannelemente, wird es möglich, die Vorspannung an der Einspannstelle der Probe dem Festigkeitsabfall der Einspannelemente automatisch anzupassen. Der degressive Teil der Federkennlinie wird hierbei so festgelegt, dass sich die Federkraft mit dem Federweg möglichst wenig ändert. Durch Abstimmung der Federkennlinie mit dem Ausdehnungsverhalten des Belastungsstempels und des Einspannelements wird erreicht, dass auch bei hoher Temperatur die Vorspannung an der Einspannstelle der Probe immer unter dem zulässigen Festigkeitswert für das Einspannelement liegt. The advantages of the invention essentially result from the problem. By using a spring with a degressive characteristic in conjunction with a load stamp, the material of which has a lower expansion coefficient than the material of the clamping elements, it is possible to automatically adjust the preload at the clamping point of the specimen to the drop in strength of the clamping elements. The degressive part of the spring characteristic is determined so that the spring force changes as little as possible with the spring travel. By coordinating the spring characteristic with the expansion behavior of the load ram and the clamping element, it is achieved that, even at high temperatures, the pretension at the specimen clamping point is always below the permissible strength value for the clamping element.

45 45

50 50

55 55

Der Belastungsstempel wird zweckmässigerweise aus einem keramischen Material hergestellt. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich durch die Verwendung von Tellerfedern, die es auf einfache Weise ermög-60 liehen," eine degressive Federkennlinie zu erzeugen. Der maximale Federweg der Feder kann einstellbar und die Feder selbst auswechselbar ausgeführt werden. The load stamp is expediently made of a ceramic material. An advantageous embodiment of the invention results from the use of disc springs which, in a simple manner, made it possible to "generate a degressive spring characteristic. The maximum spring travel of the spring can be adjusted and the spring itself can be made interchangeable.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt und in der Beschreibung 65 näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 schematisch die erfindungsgemässe Einspannvorrichtung mit einem federbelasteten, auf einen Einspannkopf einer Probe wirkenden Belastungsstempel. In Fig. 2 ist schematisch eine degressive The invention is illustrated below using an exemplary embodiment in the drawing and explained in more detail in description 65. The drawing shows schematically in FIG. 1 the clamping device according to the invention with a spring-loaded load stamp acting on a clamping head of a sample. 2 is a degressive diagram

3 656006 3 656006

Federkennlinie und in Fig. 3 der Festigkeitsverlauf eines degressiver Kennlinie verwendet. Bei diesen Federn steigt die hochwarmfesten Werkstoffes dargestellt. Federkraft zu Beginn des Federweges zunächst etwa linear Spring characteristic curve and in Fig. 3 the strength curve of a degressive characteristic curve used. With these springs, the heat-resistant material increases. Spring force initially approximately linear at the beginning of the spring travel

Die Einspanneinheiten 1,1' der Einspannvorrichtung sind an. Mit zunehmendem Federweg wird der Kraftanstieg in geeigneter Weise an der nur andeutungsweise dargestellten geringer bis die Federkraft schliesslich konstant bleibt oder The clamping units 1, 1 'of the clamping device are on. With increasing spring travel, the increase in force is suitably smaller at the only hinted at, until the spring force finally remains constant or

Prüfmaschine 2,2' befestigt. Die Einheit 1 ' kann dabei bei- s gegen Ende des Federweges sogar wieder abnimmt. Der qua- Test machine 2.2 'attached. The unit 1 'can even decrease again towards the end of the spring travel. The qua-

spielsweise an einem festen Teil der Maschine 2', z.B. einem litative Verlauf der Federkraft F über dem Federweg s ist für for example on a fixed part of the machine 2 ', e.g. a litative course of the spring force F over the spring travel s is for

Querhaupt, die Einspanneinheit 1 an der beweglichen Kol- eine solche Feder mit degressiver Kennlinie in Fig. 2 darge- Crosshead, the clamping unit 1 on the movable piston, such a spring with a degressive characteristic curve in FIG.

benstange 2 der Belastungseinrichtung der Prüfmaschine stellt. Für den vorliegenden Anwendungsfall werden die Tel- benstange 2 of the loading device of the testing machine. For the present application, the tel

angebaut sein. Die beiden Einheiten 1 und 1 ' sind im wesent- lerfedern so ausgewählt, dass die Federkraft im Endbereich liehen gleich ausgebildet. In der Zeichnung ist daher nur die io des Federweges (A bis B in Fig. 2) möglichst konstant bleibt be grown. The two units 1 and 1 'are essentially selected so that the spring force in the end region is identical. In the drawing, therefore, only the io of the spring travel (A to B in FIG. 2) remains as constant as possible

Einspanneinheit 1 in Einzelheiten dargestellt. und im Anfangsbereich (B bis C) etwa gleichmässig ansteigt. Clamping unit 1 shown in detail. and increases approximately evenly in the initial area (B to C).

Zwischen den beiden Einspanneinheiten 1,1 ' ist die Probe Die Festigkeit des Einspannelements 6 bleibt bis zu einer The sample is between the two clamping units 1, 1 '. The strength of the clamping element 6 remains up to one

3 angeordnet. Die Probe ist mit Gewindeeinspannköpfen 3 ' gewissen Temperatur im Bereich von etwa 500 bis 600 °C 3 arranged. The sample is at a certain temperature in the range of approximately 500 to 600 ° C. with threaded clamping heads 3 '

versehen und mit den Einspanneinheiten 1,1' verbunden. ungefähr gleich. Danach fällt sie etwa linear mit der Tempe- provided and connected to the clamping units 1,1 '. about the same. Then it falls approximately linearly with the temperature

Zur Durchführung von Temperaturversuchen ist ein Ofen is ratur ab. Ein typischer Festigkeitsverlauf bzw. Verlauf der oder eine Heizeinrichtung 4 vorgesehen, die die Probe 3 und zulässigen Beanspruchung az über der Temperatur t für ein die Enden der Einspanneinheiten umgibt. warmfestes Material, aus dem die Einspannelemente An oven has been removed to carry out temperature tests. A typical course of strength or course of the or a heating device 4 is provided, which surrounds the sample 3 and permissible stress az over the temperature t for the ends of the clamping units. heat-resistant material from which the clamping elements

Die Einspanneinheit 1 besteht aus einem Grundkörper 5 bestehen, ist in Fig. 3 dargestellt. The clamping unit 1 consists of a base body 5, is shown in Fig. 3.

und einem Einspannelement 6. Der Grundkörper 5 ist bügel- Das unterschiedliche Ausdehnungsverhalten des Einspanoder zylinderförmig ausgebildet und mit seinem offenen 20 nelements 6 und des Belastungsstempels 7 haben zur Folge, Ende an der Prüfmaschine bzw. der Kolbenstange 2 befestigt. dass sich mit steigender Temperatur an der Einspannvorrich-Das Einspannelement 6 ist am Steg oder Deckel des Grund- tung das Einspannelement 6 und der Belastungsstempel 7 körpers 5 in geeigneter Weise, z.B. durch eine Schraubverbin- ungleich stark ausdehnen, wobei sich das Einspannelement dung, mit diesem verbunden. Das Einspannelement ist hül- wegen des höheren Ausdehnungskoeffizienten stärker dehnt senförmig ausgebildet und am probenseitigen Ende mit 2s als der Belastungsstempel. Die Differenz der Längenände-einem Innengewinde für die Aufnahme des Gewindeein- rungen kann bei gegebener Länge der beiden Teile für eine spannkopfes 3 ' der Probe 3 versehen. Anstelle der Gewinde- gegebene Temperaturdifferenz ermittelt werden. Die Längeneinspannung kann auch eine andere Art der Einspannung, änderungsdifferenz des Belastungsstempels 7 gegenüber z.B. eine Schulterkopfeinspannung, für die Probe vorgesehen dem Einspannelement 6 wird zur Festlegung der Federkennwerden. Das Einspannelement 6 besteht aus hochwarmfe- 30 linie der Tellerfedern herangezogen. Der Federweg und die stem Material, während für den Grundkörper 5 herkömm- Federkraft der Tellerfedern 9, d.h. die Kennlinie der Tellerfe-liche Materialien verwendet werden können, da sich der dem, wird dabei so auf das Ausdehnungsverhalten des Bela-Grundkörper bei der Prüfung praktisch nicht erwärmt bzw. stungsstempels 7 und des Einspannelements 6 über der Tem-ggf. gekühlt werden kann. peratur abgestimmt, dass sich die Vorspannung Fv an der and a clamping element 6. The base body 5 is designed as a bracket. The different expansion behavior of the clamping or cylindrical and with its open 20 element 6 and the load stamp 7 result in the end being fastened to the testing machine or the piston rod 2. that the clamping element 6 is on the web or cover of the base, the clamping element 6 and the load stamp 7 body 5 in a suitable manner, e.g. Expand to the same extent by means of a screw connection, whereby the clamping element is connected to it. Because of the higher expansion coefficient, the clamping element has a more elongated, sen-shaped design and is 2s at the end of the specimen than the load stamp. The difference in the length changes - an internal thread for receiving the thread devices - can be provided for a clamping head 3 'of the sample 3 for a given length of the two parts. Instead of the thread-given temperature difference can be determined. The length clamping can also be a different type of clamping, change in the difference in the load stamp 7 compared to e.g. a shoulder head clamping, provided for the specimen of the clamping element 6, will be used to fix the spring. The clamping element 6 consists of a high-temperature line of the disc springs. The spring travel and the stem material, while for the base body 5, conventional spring force of the disc springs 9, i.e. the characteristic curve of the Tellerfe-liche materials can be used, since the is practically not warmed to the expansion behavior of the Bela base body during the test, or the punch 7 and the clamping element 6 above the temperature, if necessary. can be cooled. temperature matched that the preload Fv on the

Im Einspannelement 6 ist ein Belastungsstempel 7 aus 35 Einspannstelle der Probe automatisch an die Festigkeitsände- In the clamping element 6, a load stamp 7 from 35 clamping points of the sample is automatically attached to the strength changes.

einem geeigneten druckfesten keramischen Material rang des Einspannelements 6 anpasst. a suitable pressure-resistant ceramic material rang of the clamping element 6.

angeordnet. Das Material des Stempels weist einen niedri- Hierzu wird die Vorspannung der Tellerfedern bei Umge- arranged. The material of the stamp has a low

geren Ausdehnungskoffizienten auf als das Material des Ein- bungstemperatur entsprechend der gewünschten Vorspan- expansion coefficients than the material of the application temperature according to the desired preload

spannelements 6. Der Belastungsstempel 7 ist mit einem nung an der Einspannstelle gewählt. Bei dieser Vorspannung clamping element 6. The load stamp 7 is selected with a slot at the clamping point. With this bias

Teller 8 verbunden, der durch Tellerfedern 9 beaufschlagt 40 sind die Tellerfedern im eingebauten Zustand zusammenge- Connected plate 8, which is acted upon by plate springs 9, the plate springs are assembled in the installed state

wird. Die Tellerfedern können an der Belastungseinrichtung drückt und üben über den Belastungsstempel 7 die becomes. The plate springs can press on the loading device and exercise the loading ram 7

2 oder am Grundkörper 5 abgestützt werden, wenn dieser gewünschte Vorspannkraft Fv an der Einspannstelle der entsprechend ausgebildet ist. Durch die Tellerfedern 9 wird Probe aus. Dieser Zustand entspricht Punkt A in den Figuren 2 or supported on the base body 5 if this desired pretensioning force Fv is designed accordingly at the clamping point. Sample is removed from the plate springs 9. This condition corresponds to point A in the figures

über den Teller 8 und den Belastungsstempel 7 eine Vor- 2 und 3. a plate 2 and 3 over the plate 8 and the load stamp 7.

Spannkraft Fv auf den Gewindeeinspannkopf 3 ' der Probe 3 45 Wenn sich das Einspannelement 6 und der Belastungsaufgebracht, mit der der Einspannkopf gegen das Einspann- Stempel 7 erwärmen, muss der Belastungsstempel wegen element 6 verspannt wird. Dadurch ist Spielfreiheit der Ein- seiner geringeren Längendehnung im Einspannelement 6 Spannung bei Wechselspannungs- und Wechseldehnver- nachgeführt werden. Dies geschieht durch die Ausdehnung suchen gewährleistet. Die Prüfkraft an der Probe darf dabei der Tellerfedern. Diese arbeiten zunächst im konstanten die Vorspannkraft der Tellerfedern nicht überschreiten. so Bereich der Federkennlinie, d.h. Änderungen des Federweges Clamping force Fv on the threaded clamping head 3 'of the sample 3 45 When the clamping element 6 and the load with which the clamping head heats up against the clamping punch 7 are applied, the loading punch must be clamped because of element 6. As a result, there is no play in the one, and its lower elongation in the clamping element 6 can track tension in the case of alternating voltage and alternating strain. This is ensured by looking for the extension. The test force on the sample may be the disc springs. These initially work in a constant manner and do not exceed the preload force of the disc springs. so range of the spring characteristic, i.e. Changes in travel

Zur Erzeugung der Vorspannung können anstelle der Tel- ergeben nur geringe oder keine Änderungen der Federkraft, To generate the preload, little or no changes in the spring force can result instead of the Tel-

lerfedern auch andere Federn oder Federanordnungen mit Dieser Zustand entspricht dem Bereich A bis B in den degressiver Kennlinie verwendet werden. Der Grundkörper 5 Figuren 2 und 3. Other springs or spring arrangements with this state corresponds to the range A to B in the degressive characteristic curve. The base body 5 figures 2 and 3.

kann so ausgebildet werden, dass die Tellerfedern leicht aus- Der Punkt B der Federkennlinie (Fig. 2), an dem die wechselbar sind und dass ihre maximale Vorspannkraft bei ss Abnahme der Federkraft mit abnehmendem Federweg can be designed in such a way that the disc springs slightly extend the point B of the spring characteristic (Fig. 2), at which the are interchangeable and that their maximum preload force with ss decrease in spring force with decreasing spring travel

Umgebungstemperatur einstellbar ist. beginnt, wird so gelegt, dass er mit Punkt B des Festigkeits- Ambient temperature is adjustable. is laid so that it starts with point B of the strength

Da die Festigkeit des Einspannelements 6 bei hohen Tem- Verlaufs des Einspannelements 6 (Fig. 3) zusammenfällt, von peraturen stark abfällt, kann eine bei Umgebungstemperatur dem an die Festigkeit des Einspannelements mit zuneh- Since the strength of the clamping element 6 coincides with a high temperature profile of the clamping element 6 (FIG. 3), the temperature drops sharply, so that at ambient temperature the strength of the clamping element can also increase.

unschädliche Vorspannkraft das Einspannelement bei hoher mender Temperatur abnimmt. harmless preload the clamping element decreases at high temperature.

Temperatur schädigen. Dies wurde bisher durch Einstellung 60 Wenn die Temperatur an der Einspannvorrichtung über der Vorspannkraft von Hand oder durch hydraulische Rege- den Punkt B weiter in Richtung C ansteigt (Fig. 3), wird der Damage temperature. This was previously done by setting 60. If the temperature on the clamping device increases by means of the pretensioning force by hand or by hydraulic rain, point B in direction C (FIG. 3), the

Iung der Vorspannkraft für den jeweiligen Prüffall ver- Belastungsstempel 7 wegen seiner geringeren Wärmedeh- The preload force for the respective test case, load stamp 7 due to its lower thermal expansion

mieden. Durch die erfindungsgemässe Anordnung erfolgt nung durch die Tellerfedern 9 im Einspannelement 6 ständig eine automatische Anpassung der Vorspannkraft Fv an die an nachgeführt. Die dadurch bedingte weitere Ausdehnung der der Probe bzw. der Einspannstelle der Probe herrschende 65 Tellerfedern führt jetzt aber dazu, dass die Federkraft etwa Temperatur und damit an die Warmfestigkeit des Einspanne- linear mit dem Federweg abnimmt, entsprechend dem lements 6. Bereich B bis C in Fig. 2. Dem durch die Temperaturerhö- avoided. Due to the arrangement according to the invention, the plate springs 9 in the clamping element 6 continuously adjust the biasing force Fv to the tracked. The resulting further expansion of the 65 disc springs prevailing in the sample or the clamping point of the sample now leads to the fact that the spring force decreases approximately with temperature and thus to the heat resistance of the clamping - linearly with the spring travel, in accordance with the element 6. Range B to C in Fig. 2. The by the temperature increases

Zur Erzeugung der Vorspannung werden Tellerfedern mit hung verursachten Festigkeitsabfall des Einspannelements To generate the preload, disc springs with a drop in strength of the clamping element caused by hung are used

656006 656006

im Bereich B bis C in Fig. 3 entspricht auf diese Weise eine Herabsetzung der Vorspannkraft der Tellerfedern entsprechend dem Bereich B bis C in Fig. 2. in region B to C in FIG. 3 thus corresponds to a reduction in the pretensioning force of the plate springs corresponding to region B to C in FIG. 2.

Die Federkennlinie der Tellerfedern 9 und das unterschiedliche Längenausdehnungsverhalten des Einspannelements 6 und des Belastungselements 7 werden also so aufeinander abgestimmt, dass mit zunehmender Temperatur und beginnender Abnahme der Festigkeit des Einspannelements 6 auch die Vorspannkraft der Tellerfedern abnimmt. Dadurch ergibt sich die automatische Anpassung der Vorspannkraft an die jeweilige Festigkeit des Einspannelements 6. Die Vorspannung der Tellerfedern wird hierbei so gewählt, dass die zulässige Beanspruchung der Einspannelemente im gesamten Temperaturbereich der Einrichtung nicht überschritten wird. Durch entsprechende Abstimmung kann eine weitgehende Annäherung der Festigkeitskennlinie der Einspannelemente s und der Kennlinie der Tellerfedern erreicht werden. The spring characteristic of the plate springs 9 and the different linear expansion behavior of the clamping element 6 and the loading element 7 are thus coordinated with one another in such a way that as the temperature increases and the strength of the clamping element 6 begins to decrease, the preload force of the plate springs also decreases. This results in the automatic adaptation of the pretensioning force to the respective strength of the clamping element 6. The pretensioning of the disc springs is chosen so that the permissible stress on the clamping elements is not exceeded in the entire temperature range of the device. Appropriate coordination allows the strength characteristic of the clamping elements s and the characteristic of the disc springs to be approximated.

Bei abnehmender Temperatur kehren sich die Verhältnisse um: mit von C nach B bzw. A abnehmender Temperatur nimmt die Festigkeit des Einspannelements 6 wieder zu (Fig. 3), gleichzeitig nimmt die Längsdehnung des Einspanneie-lo ments 6 und des Belastungsstempels 7 unterschiedlich stark ab. Dadurch erhöht sich die Vorspannkraft der Federn wieder vom Wert C auf den Wert B bzw. A (Fig. 2). With decreasing temperature, the situation is reversed: as the temperature decreases from C to B or A, the strength of the clamping element 6 increases again (FIG. 3), at the same time the longitudinal expansion of the clamping element 6 and the load stamp 7 decreases to different extents . As a result, the preload force of the springs increases again from the value C to the value B or A (FIG. 2).

B B

1 Blatt Zeichnungen 1 sheet of drawings

Claims

656006 PATENTANSPRÜCHE656006 PATENT CLAIMS

1. Einspannvorrichtung für Werkstoffprüfmaschinen zur Durchführung von Wechselspannungs- und Wechseldehnversuchen bei hohen Temperaturen, mit an der Prüfmaschine anzuordnen bestimmten Einspanneinheiten mit Einspannelementen für eine Materialprobe, je einem auf die eingespannten Enden der Materialprobe wirkenden Belastungsstempel zur Verspannung dieser Enden gegenüber den Einspannelementen, wobei die für die Verspannung erforderliche Vorbelastung des Belastungsstempels an die Temperatur der Probe bzw. der Einspannelemente anpassbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Belastungsstempel (7) aus einem Material besteht, das einen niedrigeren Ausdehnungskoeffizienten aufweist als das Material der Einspannelemente (6) für die Probe (3) und das über den vorgegebenen Temperaturbereich druckfest ist, und dass der Belastungsstempel (7) zur Erzeugung der Vorbelastung durch eine Feder (9) mit degressiver Kennlinie beaufschlagt ist. 1.Clamping device for material testing machines for carrying out alternating voltage and alternating stretching tests at high temperatures, with specific clamping units to be arranged on the testing machine with clamping elements for a material sample, one load stamp each acting on the clamped ends of the material sample for clamping these ends with respect to the clamping elements, the for the prestressing of the loading ram, which is required to be braced, can be adapted to the temperature of the sample or the clamping elements, characterized in that the loading ram (7) consists of a material which has a lower expansion coefficient than the material of the clamping elements (6) for the sample (3 ) and that it is pressure-resistant over the specified temperature range, and that the load stamp (7) for generating the preload is acted upon by a spring (9) with a degressive characteristic.

2. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kennlinie der Feder (9) und das Ausdehnungsverhalten des Belastungsstempels (7) und des Einspannelements (6) so aufeinander abgestimmt sind, dass sich die Verspannung der Festigkeitsänderung des Einspannelements (6) bei Temperaturänderung, insbesondere dem Festigkeitsabfall bei Temperaturzunahme, anpasst. 2. Clamping device according to claim 1, characterized in that the characteristic curve of the spring (9) and the expansion behavior of the load ram (7) and the clamping element (6) are coordinated with one another in such a way that the change in the strength of the clamping element (6) changes when the temperature changes , especially the decrease in strength when the temperature increases.

3. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Belastungsstempel (7) aus einem keramischen Material besteht. 3. Clamping device according to claim 1 or 2, characterized in that the load stamp (7) consists of a ceramic material.

4. Einspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (9) als Tellerfeder ausgebildet ist. 4. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the spring (9) is designed as a plate spring.

5. Einspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der maximale Federweg der Feder (9) einstellbar ist. 5. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the maximum spring travel of the spring (9) is adjustable.

6. Einspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (9) auswechselbar ist. 6. Clamping device according to one of the preceding claims, characterized in that the spring (9) is replaceable.