DE3723475A1

DE3723475A1 - Device for clamping material test pieces in testing machines

Info

Publication number: DE3723475A1
Application number: DE19873723475
Authority: DE
Inventors: Andreas Pohl
Original assignee: Carl Schenck AG
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1987-07-16
Filing date: 1987-07-16
Publication date: 1989-01-26
Anticipated expiration: 2007-07-17
Also published as: JP2543559B2; JPS6432147A; DE3723475C2

Abstract

A device for clamping material test pieces in testing machines, with at least one clamping head which is fixed on a cross-yoke, a traverse or the like, is to be designed so that disturbing deformations or cross-forces are avoided on the test piece during clamping. This is achieved by arranging the clamping head (5) on the cross-yoke (3) movably in the cross-direction, so that it can be aligned with the test piece (6). The cross-mobility can be produced by connecting the clamping head (5) to a clamping device which is arranged on the cross-yoke (3) and whose clamping effect can be equalised by supplying pressure means between the clamping surfaces. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einspannen von Materialproben in Prüfmaschinen mit mindestens ei nem Einspannkopf, der an einem Querjoch, einer Traverse oder dergleichen befestigt ist.The invention relates to a device for clamping of material samples in testing machines with at least one egg a clamping head, which is attached to a transverse yoke, a crossbar or the like is attached.

Beim Einspannen von Materialproben, insbesondere Zug proben, in Prüfmaschinen mit fest angeordneten Ein spannköpfen besteht immer die Gefahr, daß die Material probe durch außermittige Einspannung, z. B. durch un gleichmäßige Ausbildung der Einspannköpfe der Probe oder dergleichen, beim Einspannvorgang durch Querkräfte belastet wird. Die hierdurch an der Probe entstehenden Verformungen und Beanspruchungen, insbesondere durch Biegespannungen, können die Meßergebnisse bei der Prü fung verfälschen und sollten daher möglichst vermieden werden.When clamping material samples, especially tension samples, in testing machines with fixed on there is always a risk that the material sample by off-center clamping, e.g. B. by un uniform design of the clamping heads of the sample or the like, during the clamping process by transverse forces is charged. The resulting samples Deformations and stresses, especially through Bending stresses, the measurement results during the test falsify and should therefore be avoided if possible will.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vor richtung zum Einspannen von Materialproben in Prüfma schinen zu schaffen, mit der störende Verformungen, Querkräfte oder Biegebeanspruchungen der Probe beim Einspannvorgang ausgeschaltet werden. Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale gelöst. Die Ansprüche betreffen auch Ausge staltungen der Erfindungen.It is an object of the present invention to provide a direction for clamping material samples in test dimensions with the disruptive deformations, Shear forces or bending stresses on the sample Clamping process can be switched off. This task is indicated by the in the claims Features solved. The claims also concern Ausge events of the inventions.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung kann der an einem Querjoch angeordnete Einspannkopf einer Prüfma schine beim Einspannvorgang in Querrichtung verschoben werden, bzw. der Einspannkopf kann sich durch seine Querbeweglichkeit selbsttätig auf die Lage der Mate rialprobe einstellen. Dadurch werden Querkräfte an der Probe vermieden und die Probe bleibt kräftefrei. In the device according to the invention, the a clamping yoke arranged in a test yoke Machine moved in the transverse direction during the clamping process , or the chuck can be characterized by its Transverse movement automatically on the position of the mate Set trial sample. This will cause lateral forces on the Sample avoided and the sample remains free of forces.

Die Erfindung ist allgemein einsetzbar und z. B. für Keilspannzeuge, Kolbenklemmeinspannungen und Schrauben einspannungen verwendbar. Sie kann auch nachträglich eingebaut werden und verbessert vorhandene Einspannvor richtungen erheblich.The invention is generally applicable and z. B. for Wedge grips, piston clamps and screws clamps can be used. It can also be added later be installed and improves existing clamping directions considerably.

Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich, wenn der Einspannkopf an einer am Querjoch quer beweglich angeordneten Klemmvorrichtung befestigt wird und wenn die Klemmvorrichtung aus Klemmplatten mit Gleitflächen besteht, die an Gleitflächen des Querjochs anliegen.An expedient embodiment of the invention results itself when the clamping head crosses one of the transverse yokes movably arranged clamping device is attached and if the clamping device with clamping plates There are sliding surfaces on the sliding surfaces of the transverse yoke issue.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß die Klemmung der Klemmplatten durch Zuführung eines Druckmittels zwischen die Gleit flächen aufhebbar ist. Bei einer solchen Ausführung ist der querbewegliche Einspannkopf besonders leicht und schnell verstellbar. Auch eine selbsttätige Einstellung des Einspannkopfes auf die Lage der Materialprobe ist durch die von der Probe ausgeübten Rückstellkräfte mög lich.A particularly advantageous embodiment of the invention is given in that the clamping of the clamping plates by supplying a pressure medium between the sliding can be canceled. With such an execution is the cross-movable clamping head is particularly light and quickly adjustable. Also an automatic setting of the clamping head on the position of the material sample possible due to the restoring forces exerted by the sample Lich.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindungen sind den übri gen Unteransprüchen zu entnehmen.Other configurations of the inventions are the rest to see subclaims.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt und in der Beschreibung näher er läutert. Es zeigen:The invention is based on an embodiment in the Drawing shown and in the description he closer purifies. Show it:

Fig. 1 Prüfmaschine mit einem querbeweglichen Einspann kopf Fig. 1 testing machine with a transverse clamping head

Fig. 2 Klemmvorrichtung für einen Einspannkopf. Fig. 2 clamping device for a clamping head.

Die in Fig. 1 dargestellte Prüfmaschine weist einen Rahmen 1 mit Säulen 1′, einem Tisch 2 und einem Quer joch 3 auf. Am Tisch 2 ist eine Belastungseinrichtung mit einem Belastungszylinder 4 angeordnet. Am Querjoch 3 und am Belastungszylinder 4 bzw. an dessen Kolben stange sind Einspannköpfe 5, 5′, z. B. Keilspannköpfe wie dargestellt, zum Einspannen einer Materialprobe 6 vorgesehen. Der Einspannkopf 5 ist mit dem Querjoch 3 über eine quer verschiebliche Klemmverbindung 7 verbun den. Zwischen Einspannkopf 5 und Klemmverbindung 7 kann eine Kraftmeßdose 8 angeordnet sein.The testing machine shown in Fig. 1 has a frame 1 with columns 1 ', a table 2 and a cross yoke 3 . A loading device with a loading cylinder 4 is arranged on the table 2 . On the transverse yoke 3 and on the load cylinder 4 or on the piston rod are clamping heads 5 , 5 ', z. B. wedge clamping heads as shown, provided for clamping a material sample 6 . The clamping head 5 is connected to the transverse yoke 3 via a transversely displaceable clamping connection 7 . A load cell 8 can be arranged between the clamping head 5 and the clamping connection 7 .

An der Materialprobe 6 kann ein Aufnehmer 9 angeordnet sein, der Verformungen der Probe in Querrichtung oder in dieser Richtung auf die Probe wirkende Kräfte erfaßt und anzeigt.A sensor 9 can be arranged on the material sample 6 , which detects and displays deformations of the sample in the transverse direction or forces acting on the sample in this direction.

Die Klemmverbindung 7 ist in Fig. 2 mit weiteren Ein zelheiten dargestellt. Die Klemmverbindung besteht im wesentlichen aus zwei Klemmplatten 10, 10′, die auf beiden Seiten des Querjochs 3 angeordnet und durch vor gespannte Dehnschrauben 11 gegen das Querjoch verspannt sind. Die Klemmplatten 10, 10′ weisen an ihren dem Quer joch 3 zugewandten Seiten Gleitflächen 12 auf, die Gleitflächen 12′ am Querjoch gegenüberliegen. Die Gleitflächen können mit besonderen Gleitschichten, z. B. aus geeigneten Kunststoffen, versehen sein.The clamp connection 7 is shown in Fig. 2 with further details. The clamp connection consists essentially of two clamping plates 10 , 10 'which are arranged on both sides of the transverse yoke 3 and are braced against the transverse yoke by tensioned expansion screws 11 . The clamping plates 10 , 10 'have on their the cross yoke 3 facing sides sliding surfaces 12 , the sliding surfaces 12 ' on the transverse yoke opposite. The sliding surfaces can be covered with special sliding layers, e.g. B. from suitable plastics.

Zwischen die Gleitflächen 12, 12′ kann durch eine Druck mittelpumpe 13 über Druckmittelzuführungskanäle 14 Druckmittel gegeben werden, so daß sich ein Druckmit telfilm 15, vorzugsweise ein Ölfilm bildet, der die Klemmplatten 10, 10′ vom Querjoch 3 trennt. Auf dem Druckmittelfilm sind die Klemmplatten leicht gegenüber dem Querjoch verschiebbar. Durch die Bildung eines Öl films werden die Dehnschrauben 11 nur geringfügig ge längt. Die Einzelkomponenten der Klemmverbindung 7, wie die Größe und Vorspannung der Dehnschrauben, die Größe und Ausbildung der Gleitflächen sowie der Öldruck sind so aufeinander abgestimmt, daß sich die Klemmverbindung bei Druckmittelzufuhr zwischen die Gleitflächen und ei nem vorgegebenen Öldruck löst.Between the sliding surfaces 12 , 12 'can be given by a pressure medium pump 13 via pressure medium supply channels 14 pressure medium, so that a pressure medium film 15 , preferably an oil film, which separates the clamping plates 10 , 10 ' from the transverse yoke 3 . On the pressure medium film, the clamping plates can be easily moved in relation to the transverse yoke. Due to the formation of an oil film, the expansion screws 11 are only slightly lengthened. The individual components of the clamp connection 7 , such as the size and preload of the expansion screws, the size and design of the sliding surfaces and the oil pressure are coordinated with one another in such a way that the clamping connection is released when the pressure medium is supplied between the sliding surfaces and a predetermined oil pressure.

An den Klemmplatten 10, 10′ können am Umfang Nuten 16 vorgesehen sein, aus denen über Bohrungen 17 mit Hilfe einer Leckölpumpe 18 das Lecköl abgesaugt werden kann. Anstelle der Nuten 16 können auch Dichtungen vorgesehen werden.On the clamping plates 10 , 10 ', grooves 16 can be provided on the circumference, from which the leakage oil can be extracted via holes 17 with the aid of a leakage oil pump 18 . Instead of the grooves 16 , seals can also be provided.

Die Durchgangsbohrungen 19 für die Dehnschrauben 11 am Querjoch 3 sind im Durchmesser so groß bemessen, daß die Dehnschrauben die Verschiebebewegung der Klemmplat ten 10, 10′ mitmachen können. Die Klemmplatten können das Querjoch 3 auch seitlich überstehen, so daß einzelne oder alle Dehnschrauben 10, 10′ auch außerhalb des Quer jochs angeordnet werden können.The through holes 19 for the expansion screws 11 on the transverse yoke 3 are dimensioned so large in diameter that the expansion screws 10 , 10 'can join the displacement movement of the clamping plates. The clamping plates can also protrude the cross yoke 3 laterally, so that individual or all expansion screws 10 , 10 'can also be arranged outside the cross yoke.

Wenn die Klemmverbindung 7 durch Beaufschlagung mit ei nem Druckmittel vom Querjoch 3 gelöst ist, genügen oft schon die Rückstellkräfte der Probe selbst, um den Ein spannkopf 5 bzw. die Klemmverbindung 7 in die richtige Lage einzustellen, da die Rückstellkraft an der Probe meist größer ist als die Reibkräfte im Ölfilm 15 zwi schen den Gleitflächen 12, 12′. Mit Hilfe des in Fig. 1 dargestellten Aufnehmers 9 kann darüber hinaus festge stellt werden, ob die Materialprobe 6 in Querrichtung kräftefrei bzw. nicht verformt ist. Die gelöste Klemm verbindung 7 kann danach von Hand oder durch eine me chanische Verschiebevorrichtung so lange in Querrich tung verstellt werden, bis die Probe nicht mehr ver formt bzw. querkraftfrei ist.If the clamp connection 7 is released by applying a pressure medium from the transverse yoke 3 , the restoring forces of the sample itself are often sufficient to set the clamping head 5 or the clamp connection 7 in the correct position, since the restoring force on the sample is usually greater than the frictional forces in the oil film 15 between the sliding surfaces 12 , 12 '. With the help of the transducer 9 shown in Fig. 1 can also Festge determines whether the material sample 6 is free of forces in the transverse direction or not deformed. The released clamping connection 7 can then be adjusted by hand or by a mechanical shifting device until the sample is no longer deformed or free of lateral force.

Sobald die Ausrichtung der Materialprobe erfolgt ist und die Klemmverbindung 7 in die richtige Lage einge stellt ist, wird der Druck im Spalt zwischen den Gleit flächen 12, 12′ weggenommen, z. B. durch eine Pumpe oder über ein Schaltventil, so daß die Klemmung zwischen der Klemmvorrichtung 7 und dem Querjoch 3 wieder herge stellt ist und der Prüfvorgang beginnen kann.Once the alignment of the material sample is done and the clamp connection 7 is in the correct position, the pressure in the gap between the sliding surfaces 12 , 12 'is removed, for. B. by a pump or a switching valve, so that the clamping between the clamping device 7 and the transverse yoke 3 is again Herge and the testing process can begin.

Die Klemmverbindung 7 kann mit einer Kraftmeßdose zu sammengebaut werden, wobei die Klemmplatte 10′ durch den Boden der Kraftmeßdose ersetzt werden kann.The clamp connection 7 can be assembled with a load cell, whereby the clamp plate 10 'can be replaced by the bottom of the load cell.

Claims

1. Vorrichtung zum Einspannen von Materialproben in Prüfmaschinen, mit mindestens einem Einspannkopf, der an einem Querjoch, einer Traverse oder der gleichen befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einspannkopf (5) am Querjoch (3) zur Aus richtung auf die Probe (6) querbeweglich angeord net ist.1. Device for clamping material samples in testing machines, with at least one clamping head, which is attached to a transverse yoke, a crossmember or the like, characterized in that the clamping head ( 5 ) on the transverse yoke ( 3 ) for direction on the sample ( 6 ) is arranged transversely.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß der Einspannkopf (5) an einer am Querjoch (3) quer beweglich angeordneten Klemmvorrichtung (7) befestigt ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the clamping head ( 5 ) on a transverse yoke ( 3 ) is arranged transversely movable clamping device ( 7 ).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, daß die Klemmvorrichtung (7) aus zwei mit Dehnschrauben (11) gegeneinander verspannten Klemmplatten (10, 10′) mit Gleitflächen (12) be steht, die an Gleitflächen (12′) des Querjochs (3) anliegen.3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the clamping device ( 7 ) from two with expansion screws ( 11 ) clamped against each other clamping plates ( 10 , 10 ') with sliding surfaces ( 12 ) be, the sliding surfaces ( 12 ') of the transverse yoke ( 3 ).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich net, die Klemmung der Klemmplatten (10, 10′) durch Zuführung eines Druckmittels zwischen die Gleit flächen (12, 12′) aufhebbar ist.4. The device according to claim 3, characterized in that the clamping of the clamping plates ( 10 , 10 ') by supplying a pressure medium between the sliding surfaces ( 12 , 12 ') can be canceled.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich net, daß die Klemmplatten (10, 10′) und/oder das Querjoch (3) der Prüfmaschine Druckmittelzufüh rungskanäle (14), Bohrungen oder dergleichen zur Zuführung des Druckmittels zu den Gleitflächen (12, 12′) sowie am Rand oder Umfang der Gleitflä chen (12, 12′) angeordnete Nuten (16) oder derglei chen zur Leckflußabführung aufweisen.5. The device according to claim 4, characterized in that the clamping plates ( 10 , 10 ') and / or the transverse yoke ( 3 ) of the testing machine Druckmittelzufüh approximately channels ( 14 ), bores or the like for supplying the pressure medium to the sliding surfaces ( 12 , 12th ') And on the edge or circumference of the Gleitflä Chen ( 12 , 12 ') arranged grooves ( 16 ) or the like Chen have leakage discharge.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, da durch gekennzeichnet, daß die der Probe (6) zuge wandte Klemmplatte (10′) durch den Boden einer Kraftmeßdose (8) gebildet wird.6. Device according to one of claims 2 to 5, characterized in that the sample ( 6 ) facing clamping plate ( 10 ') is formed by the bottom of a load cell ( 8 ).

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, daß an der Probe (6) ein Aufnehmer (9) angeordnet ist, der Verformungen an der Probe (6) oder an der Probe wirkende Quer kräfte anzeigt.7. Device according to one of the preceding Ansprü che, characterized in that a transducer (9) is arranged on the sample (6), the deformation of the sample (6) or on the sample acting cross indicates forces.