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Die Erfindung betrifft eine Zugeinrichtung mit einem Zugrohr, einem Druckrohr mit Befestigungseinrichtungen für die Probe. Aus der DE-OS 2151202 ist eine Zugeinrichtung bekannt, die konstruktiv aufwendig aufgebaut ist und für Tieftemperaturversuche bis 4 K nicht gut geeignet ist. Der Probenwechsel kann nicht rasch erfolgen und es ist jedesmal beim Wechsel eine Vielzahl von Handgriffen notwendig.
Ziel der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden. Dies wird bei einer Zugeinrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, dass als Befestigungseinrichtung für das eine Ende der Probe ein auf einem nach innen gerichteten Auflageflansch bzw. Auflagering, gegebenenfalls mit Bajonettverriegelung, des innerhalb des Druckrohres angeordneten Zugrohres abgestützter Spannkopf vorgesehen ist und dass die Befestigungseinrichtung für das andere, untere Ende der Probe im Gegenlager in alle Richtungen verschwenkbar gelagert ist.
Die erfindungsgemässe Zugeinrichtung eignet sich besonders in Kombination mit einem Kryostaten oder einem Ofen zur Durchführung von Zugversuchen bei tiefen oder hohen Temperaturen. Ein Vorteil der erfindungsgemässen Zugeinrichtung ist es, dass für die Wärmeübertragung das Verhältnis von Oberfläche (die zur Wärmeübertragung zur Verfügung steht) zum Querschnitt (die für die Ableitung bzw. Zuleitung der Wärme verantwortlich ist) sehr günstig ist.
Durch den gross wählbaren Durchmesser des Druck- und Zugrohres zeigt die Anordnung eine grosse mechanische Steifigkeit (z. B. bei Beanspruchung auf Knickung). Es kann daher der Probenraum tief in einen Ofen oder Kryostaten gesenkt werden. Das Temperaturgefälle wird dadurch auf eine grosse Länge an der Zugeinrichtung aufgeteilt. Dies bringt einen grösseren Wärmeleitwiderstand mit sich und damit geringere Abdampfraten bei einem Kryostaten und geringere Wärmeverluste bei einem Ofen.
Eine vakuumdichte bzw. heliumdichte Ausführung dieser Anordnung für Versuche bei tiefsten und höchsten Temperaturen (unter Schutzgas) lässt sich durch einen Deckel mit Drahtringdichtung am unteren Ende des Druckrohres und Gummidichtungen am oberen Ende des Druck- und Zugrohres bequem realisieren.
Werden Versuche bei tiefen oder hohen Temperaturen durchgeführt, müssen jeweils nur die Probe und der Spannkopf ausgefahren werden, d. h. nur diese Teile müssen auf die jeweilige Versuchstemperatur gebracht werden, das Zug- und Druckrohr und das komplette Gegenlager bleiben im Ofen oder Kryostaten und müssen bei jeder Messreihe nur einmal erwärmt oder abgekühlt werden. Dieser Vorteil bringt eine enorme Versuchszeitverkürzung und grosse Energieeinsparungen mit sich. Auch kann quasi kontinuierlich gearbeitet werden, da die Zugprobenanzahl pro Erwärmung oder Abkühlung der Zugeinrichtung (ausgenommen die Probe und den Spannkopf) unbeschränkt ist.
Auf Grund des grossen Probenraumes und der zentrisch angebrachten Einspannvorrichtungen können alle bekannten Zugprobenformen gespannt werden. Wenn die Zugprobenform variiert wird, müssen lediglich nur Zwischenhülsen in den oberen Spannkopf und in den unteren Spannteil einmontiert werden mit den passenden Massen für den Probestab.
Zusatzeinrichtungen wie z. B. Temperaturfühler, Feindehnungsmesseinrichtungen (Messfühler im Proberaum oder über Taststifte ausserhalb des Zug- und Druckrohres) und leitfähigkeitsmessungsanschlüsse lassen sich gut einbauen.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die untere Befestigungseinrichtung von einem Bolzen mit einem
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Gewinde oder einer mit Gewinde versehenen Hülse, versehen ist.
Zweckmässig ist es, wenn der Spannkopf und die Probe durch das Zugrohr einführbar sind bis der Spannkopf in Anlage an den Auflageflansch bzw. Auflagering kommt.
Bei einer speziellen Ausführungsform ist vorgesehen, dass der Spannkopf und die am unteren Bolzen angeordnete Halterungseinrichtung durch Stangen, Bolzen, Rohre od. dgl., die gegebenenfalls die Probe umgeben, verbunden sind, welche im Spannkopf axial verschiebbar sind, jedoch eine Drehbewegung des oberen Spannkopfes auf die untere Halteeinrichtung starr übertragen.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch eine erfindungsgemässe Zugeinrichtung. Auf eine Zugprobe - -6--, die mit Gewindeköpfen ausgeführt ist, werden ein unterer Spannteil --3-- und ein oberer
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Spannkopf --8-- aufgeschraubt. Der untere Spannteil ist fix mit zwei Mitnehmerstäben --5-- so verbunden, dass jede Drehbewegung des oberen Spannkopfes um die Mittelachse auch bei abgerissenem
Probestab auf den unteren Spannteil übertragen wird. Ein Manipulationsstab --9-- ist am oberen Ende des oberen Spannkopfes --8-- fest montiert und dient dazu, die Ladeeinheit bestehend aus Zugprobe, oberer
Spannkopf, unterer Spannteil und Mitnehmerstäbe mit Hilfe einer Verdreheinrichtung z.
B. einer Rändelschraube --10-- mit dem Gegenlagerbolzen-2-zu verschrauben. Der Gegenlagerbolzen --2-- ist gegen Verdrehung gesichert und wird durch eine Halbkugel im Gegenlager-l-zentriert und abgestützt.
Das Gegenlager-l-stützt sich auf dem Druckrohr --4-- ab. Der als Drehteil ausgeführte obere Spannkopf --8-- liegt am äusseren Rand auf dem am unteren Ende verstärkten und mit einem Auflagering - -11-- versehenen Zugrohr --7-- im verschraubtem Zustand auf. Wird nun das Zugrohr --7-- nach oben gezogen, so kommt es zu einer Dehnung bzw. Bruch des Probestabes --6--. Nach dem Bruch des Probestabes --6-- wird von oben durch die Manipulationsstange --9-- die Verschraubung zwischen dem unteren Spannteil --3-- und dem Gegenlagerbolzen --2-- gelöst und die komplette Ladeeinheit durch das Innere des Zugrohres --7-- nach oben entfernt. Der Ladevorgang erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
Die erfindungsgemässe Zugeinrichtung ist in mannigfaltiger Weise abänderbar. So bestehen die folgenden ebenfalls erfinderischen Alternativen :
Es können andere Probenformen z. B. mit Schulterköpfen durch Überwurfmuttern und Halbschalen befestigt werden. Mit Hilfe von Zwischenhülsen lassen sich alle genormten Zugstäbe (einschliesslich der Zugstäbe für Sehweissverbindungsprüfungen) mit einer maximalen Kopfbreite, die dem lichten Durchmesser des unteren Endes des Zugrohres entspricht untersuchen.
Die Mitnehmerstäbe im unteren Spannteil lassen sich durch eine Verschraubung, Verklebung, Vernietung, Verschweissung und bei Verwendung als elektrische Zuleitung isoliert befestigen.
Der Gegenlagerbolzen und das Gegenlager können sich auch über eine Kreisringfläche abstützen und durch Schraubringe gesichert werden.
Wenn die Manipulationsstange aus einem Rohr besteht, kann sie zur Führung von Messleitungen herangezogen werden (z. B. zur Temperaturmessung).
Die Ankopplung der Ladeeinheit an das Zugrohr und an das untere Gegenlager kann gegebenenfalls auch durch einen Bajonettverschluss oder durch Klauen bzw. Spannhaken erfolgen. Die Klauen bzw. die Spannhaken sind spiegelbildlich gleich an Zug- und Druckrohr angeordnet und können durch eine Drehbewegung bzw. durch eine Axialbewegung der Ladeeinheit eingeklinkt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Zugeinrichtung mit einem Zugrohr, einem Druckrohr und mit Befestigungseinrichtungen für die
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der Probe (6) ein auf einem nach innen gerichteten Auflageflansch bzw. Auflagering (11), gegebenenfalls mit Bajonettverriegelung, des innerhalb des Druckrohres angeordneten Zugrohres (7) abgestützter Spannkopf (8) vorgesehen ist und dass die Befestigungseinrichtung für das andere, untere Ende der
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