DD250376A1 - CLAMPING DEVICE FOR TORQUE MACHINES - Google Patents

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DD250376A1
DD250376A1 DD28982386A DD28982386A DD250376A1 DD 250376 A1 DD250376 A1 DD 250376A1 DD 28982386 A DD28982386 A DD 28982386A DD 28982386 A DD28982386 A DD 28982386A DD 250376 A1 DD250376 A1 DD 250376A1
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clamping device
steel
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quarter
ball
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DD28982386A
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Klaus Wiesener
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Berlin Wohnungsbau
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung fuer Zerreissmaschinen zur Pruefung der Festigkeit von T-Stoss-Schweissverbindungen zwischen Stabstahl und anderen Profilstaehlen. Ziel ist eine Vorrichtung zu finden, die eine Veraenderung von Produktionsproben der Messergebnisse objektiv vollstaendig vermeidet. Aufgabe der Erfindung ist, eine Einspannvorrichtung zu finden, die den Achsversatz und die Winkelabweichung der Probe von der Kraftachse der Zerreissmaschine selbsttaetig ausgleicht. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dass die Schweissprobe auf eine Viertelkugel aufgelegt wird, die in einer Halbkugelkalotte ruht. Beide sind beim Durchgreifen des Stabstahls zur unteren Einspannvorrichtung konisch geschlitzt. Winkelabweichungen werden durch Schwenken der Viertelkugel selbsttaetig ausgeglichen. Der Achsversatz der Probe wird korrigiert durch horizontales Verschieben der Halbkugelkalotte im Grundgestell der Einspannvorrichtung. Fig. 2The invention relates to a clamping device for tensile machines for testing the strength of T-joint welds between steel bars and other profiled braces. The aim is to find a device that objectively completely avoids a change of production samples of the measurement results. The object of the invention is to find a clamping device which automatically compensates the axial offset and the angular deviation of the sample from the force axis of the tensile breaking machine. The task is solved by placing the weld sample on a quarter sphere resting in a hemispherical dome. Both are tapered when passing through the steel bar to the lower jig. Angular deviations are automatically compensated by pivoting the quarter sphere. The axial misalignment of the sample is corrected by moving the hemisphere dome horizontally in the base frame of the clamping device. Fig. 2

Description

Anwendungsgebiet derErfindungField of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung für Zerreißmaschinen zur Untersuchung der Festigkeit von Schweißverbindungen, insbesondere T-Stoß-Schweißverbindungen zwischen Stabstahl und anderen Profilstählen, zum Nachweis der Schweißgüte, der Schweißsicherheit und der Qualifikation der Schweißer.The invention relates to a clamping device for Zerreißmaschinen to investigate the strength of welds, in particular T-joint welds between steel bars and other profile steels, to verify the weld quality, welding safety and qualification of welders.

Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions

Stabstähle werden in vielen Anwendungsfällen mit Flach-, Winkel- und anderen Profilstählen als T-Stoß zur Übertragung von Zugkräften verschweißt.In many applications, bar steels are welded to flat, angle and other sectional steel as a T-joint for the transmission of tensile forces.

Die Festigkeit der Schweißverbindung wird auf Zerreißmaschinen geprüft. Dazu muß die Probe in die Zerreißmaschine eingespannt werden. Beim Schweißen der T-Stoßverbindung ergeben sich durch Wärmeschrumpfung der Schweißnaht Abweichungen des Stabstahls vom geforderten 90°-Winkel in allen 4 Kreisquadranten. Diese produktionsbedingten Abweichungen sind durch geeignete Einspannvorrichtungen der Zerreißmaschine auszugleichen, damit das Prüfergebnis nicht durch die Eintragung anderer Momente in die Verbindung, wie z.B. Biegezug, verfälscht wird.The strength of the welded joint is tested on tensile breaking machines. For this purpose, the sample must be clamped in the tensile machine. When welding the T-butt joint resulting by heat shrinkage of the weld deviations of the steel bar from the required 90 ° angle in all 4 Kreisquadranten. These production-related deviations are to be compensated for by suitable clamping devices of the tensile breaking machine, so that the test result can not be compensated by the entry of other moments in the joint, e.g. Biegezug, is falsified.

In der Zeitschrift „Schweißtechnik", Heft 12/1982, Seite 544, Verlag Technik Berlin/DDR, wird eine Prüfvorrichtung beschrieben, mit der die T-Stoß-Schweißverbindung zwischen Stahlplatte und Stabstahl geprüft werden kann. Hierbei wird die Winkelabweichung durch das gegenseitige Verdrehen konischer Scheiben korrigiert. Ein Nachteil dieser Vorrichtung ist, daß Winkelabweichungen nur in einer bestimmten Grenze und nur subjektiv korrigierbar sind.In the magazine "welding technology", Issue 12/1982, page 544, Verlag Technik Berlin / DDR, a test device is described, with the T-joint weld between steel plate and steel bar can be tested A disadvantage of this device is that angular deviations are correctable only in a certain limit and only subjectively.

In der Patentschrift SU-Nr. 815577 (G01N, 3/4) wird eine Einspannvorrichtung beschrieben, bei dereine Winkelkorrektur über eine Halbkugel vorgenommen wird, die in einer Kugelkalotte schwenkbar gelagert ist. Hierbei wird die Subjektivität der Winkelkorrektur vermieden. Eine ähnliche Winkelkorrektur für Zug- und Druckbelastung wird in SU-Nr. 356511 (G01N, 3/02) beschrieben.In the patent SU no. No. 815577 (G01N, 3/4) describes a clamping device in which an angle correction is made via a hemisphere pivotally mounted in a spherical cap. In this case, the subjectivity of the angle correction is avoided. A similar angular correction for tensile and compressive loads is given in SU no. 356511 (G01N, 3/02).

Der wesentliche Nachteil dieser Vorrichtungen besteht darin, daß nur Proben mit besonders ausgebildeten Spannköpfen oder Schweißverbindungen aus ebenen Stahlplatten mit Stabstählen geprüft werden können.The main disadvantage of these devices is that only samples with specially designed chucks or welded joints can be tested from flat steel plates with bar steels.

Die Stoß-Schweißverbindung eines Stabstahls mit der Innenseite des Schenkels eines Profilstahls kann in diese Vorrichtungen nicht eingespannt werden.The butt weld of a steel bar with the inside of the leg of a section steel can not be clamped in these devices.

Das ist nur möglich, wenn der andere Schenkel des Winkelprofils abgetrennt wird. Damit werden die Prüfkörper als Produktionsprobe und das Meßergebnis verfälscht.This is only possible if the other leg of the angle profile is separated. Thus, the test specimens are distorted as a production sample and the measurement result.

Ein Nachteil dieser Einspannvorrichtung besteht auch darin, daß bei jeder Änderung der Abmessung des Stabstahls oder des Winkelprofils eine Justierung des Achsversatzes der Probe in die Kraftachse der Zerreißmaschine erforderlich wird und derA disadvantage of this jig is also that with each change in the size of the bar steel or the angle profile adjustment of the axial offset of the sample is required in the power axis of Zerreißmaschine and the

Wechsel der Proben zeitaufwendig ist. ,Changing the samples is time consuming. .

Ein weiterer Nachteil dieser Vorrichtungen besteht darin, daß Nahtüberhöhungen und Wurzeldurchhänge der Schweißnaht an der Einspannseite nicht ausgeglichen werden können und die Meßergebnisse beeinträchtigen. All diese Nachteile des Standes der Technik führten dazu, daß bisher die T-Stoß-Schweißverbindungen von Stabstahl mit der Innenseite des Schenkels von Profilstahl als unverfälschte Produktionsproben nicht auf Zerreißmaschinen geprüft werden konnten.Another disadvantage of these devices is that seam overhangs and root passages of the weld on the clamping side can not be compensated and affect the measurement results. All these disadvantages of the prior art meant that so far the T-joint welds of steel bars with the inside of the leg of section steel could not be tested for tensile testing machines as genuine production samples.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Einspannvorrichtung zur Prüfung von T-Stoß-Schweißverbindungen zwischen Stabstahl und der Innenseite eines Schenkels von Profilstrahl zu finden, die eine aufwendige Veränderung der Produktionsproben unnötig macht, eine Verfälschung der Meßergebnisse vollständig und objektiv vermeidet und die anderen Nachteile bekannter Vorrichtungen ausschließt.The aim of the invention is to find a clamping device for testing T-joint welds between steel bar and the inside of a leg of profile beam, which makes a complex change of the production samples unnecessary, completely and objectively avoids a falsification of the measurement results and the other disadvantages known Excludes devices.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspannvorrichtung für T-Stoß-Schweißverbindungen zwischen Stabstahl und Stahlplatte bzw. Profilstahl in Zerreißmaschinen zu finden, die den Achsversatz und die Winkelabweichung der Probe von der Kraftachse der Zerreißmaschine selbsttätig korrigiert, die Aufnahme verschiedener Profile und Schweißnahtausbildungen und ein kurzzeitiges Wechseln der Proben gestattet.The invention has for its object to find a jig for T-joint welds between steel bars and steel plate or section steel in Zerreißmaschinen that automatically corrects the misalignment and the angular deviation of the sample from the power axis of the tensile machine, the inclusion of different profiles and welds training and a short-term change of samples allowed.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch eine Einspannvorrichtung, in deren Grundgestell eine Halbkugelkalotte mit seitlichen Schwalbenschwanzführungen horizontal verschiebbar angeordnet ist und in der eine Viertelkugel schwenkbar liegt.According to the invention this object is achieved by a clamping device, in the base frame a hemisphere calotte with lateral dovetail guides is arranged horizontally displaceable and in which a quarter ball is pivotally.

Die Viertelkugel hat eine ebene horizontale und eine diese rechtwinklig begrenzende ebene vertikale Halbkreisfläche.The quarter sphere has a flat horizontal and a rectangular vertical semicircular surface bounded at right angles.

Der Übergang beider Flächen ist eine Fase im Maß der Innenrundung des Profils der Schweißprobe.The transition of both surfaces is a chamfer in the degree of the inner rounding of the profile of the weld sample.

Die Viertelkugel hat einen sie vertikal durchdringenden Schlitz, dessen drei geschlossene Seiten sich nach unten um 10° zur Vertikalen erweitern und oben mit einer Fase zur horizontalen Fläche übergehen. Die Tiefe des Schlitzes ist so gewählt, daß die vertikalen Achsen der halbzylindrischen Schlitzrundung und der Viertelkugel einen parallelen Abstand zueinander von 13,33% des Kugeldurchmessers haben.The quarter sphere has a slit penetrating vertically, the three closed sides of which extend downward by 10 ° to the vertical and pass over at the top with a chamfer to the horizontal surface. The depth of the slot is selected so that the vertical axes of the semi-cylindrical slot and the quarter ball have a parallel distance of 13.33% of the ball diameter.

Die Halbkugelkalotte ist im gleichen Systemmaß geschlitzt. Sie ist in Richtung zur vertikalen Fläche der Viertelkugel um 12% breiter als diese, so daß die Innenfläche der Halbkugelkalotte gegenüber der Viertelkugel weiter ansteigt.The hemispherical calotte is slotted to the same system size. It is 12% wider in the direction of the vertical surface of the quarter sphere than this, so that the inner surface of the hemisphere calotte continues to increase relative to the quarter sphere.

Zur Prüfung der T-Stoß-Schweißverbindung lagert der Profilstahl mit seiner einen Innenseite auf der horizontalen Fläche der Viertelkugel auf und die andere Innenseite liegt an der Vertikalfläche an, wobei der Stabstahl der Probe die Schlitze von Viertelkugel und Halbkugelkalotte zur unteren Einspannvorrichtung berührungslos durchgreift.To test the T-joint weld, the section steel with its one inside superimposed on the horizontal surface of the quarter ball and the other inside abuts the vertical surface, the bar of the sample passes through the slots of quarter ball and hemispherical dome to the lower jaw contactlessly.

Durch die Fase im oberen Bereich des Kugelschlitz'es wird die Auflage der Schweißnaht oder der Sch^yeißwurzel verhindert. Die geneigten Innenflächen der Schlitze tolerieren die Winkelabweichung des Stabstahls von der Vertikalen. Der Winkelausgleich erfolgt durch Schwenken der Viertelkugel auf der Halbkugelkalotte. Der ansteigende Bereich der Kugelfläche der Halbkugelkalotte aus ihrer größeren Breite gegenüber der Viertelkugel, gewährleistet deren sichere Lagerung unter Belastung.The chamfer in the upper area of the ball slot prevents the overlay of the weld or the foot root. The inclined inner surfaces of the slots tolerate the angular deviation of the bar steel from the vertical. The angle compensation takes place by pivoting the quarter sphere on the hemispherical calotte. The rising portion of the spherical surface of the hemispherical calotte from its greater width relative to the quarter ball, ensures their safe storage under load.

Der parallele Achsabstand der Halbzylinderachse des Schlitzes von der Kugelachse gewährleistet, daß die der Probe in der Kraftachse der Zerreißmaschine liegt. Veränderte Abmessungen von Stab- und Profilstahl sowie veränderte Abstände des Schweißanschlusses vom vertikalen Schenkel des Profilstahls ergeben einen Zugechsenversatz der Schweißprobe zur Kraftachse, der durch horizontalen Schub der Halbkugelkalotte im Grundgestell ausgeglichen wird.The parallel center distance of the half-cylinder axis of the slot from the ball axis ensures that the sample is in the power axis of the tensile machine. Altered dimensions of bar and section steel as well as changed distances of the weld connection from the vertical leg of the section steel result in a tangle offset of the weld sample to the force axis, which is compensated by horizontal thrust of the hemisphere dome in the base frame.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Beispiel näher beschrieben werden.The invention will be described below by way of example.

Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The accompanying drawings show:

Fig. 1: Schnitt der Schweißprobe Fig. 2: Seitenansicht/Schnitt der Einspannvorrichtung Fig.3: Vorderansicht/Schnitt der Einspannvorrichtung Fig.4: Ansicht Viertelkugel und HalbkugelkalotteFig. 1: section of the welding sample Fig. 2: side view / section of the clamping device Fig.3: front view / section of the clamping device Fig.4: view quarter ball and hemispherical calotte

Ein Profilstahl 1 ist mit dem Stabstahl 2 durch die Schweißnaht 3 verbunden, wobei je nach der Schweißart eine Schweißnahtwurzel 4 entstehen kann.A section steel 1 is connected to the bar steel 2 through the weld 3, wherein depending on the type of weld a weld root 4 may arise.

Durch Wärmeschrumpfung der Schweißnaht 3 entstehen Winkelabweichungen 15 des Stabstahls 2 in allen vier Quadranten der Kreisfläche, die senkrecht zur Kraftachse 16 liegt. Unterschiedliche Abmessungen des Stabstahls 2, des Profilstahls 1 und veränderte Abstände des Schweißanschlusses vom vertikalen Schenkel des Profilstahls 1 ergeben einen Zugachsenversatz 5 zwischen der Zugachse 17 der Probe und der Kraftachse 16 der Zerreißmaschine. Der Profilstahl 1 liegt mit seinen inneren Schenkeln auf der horizontalen Fläche 7 und der vertikalen Fläche 8 der Viertelkugel 6, die wiederum in der Halbkugelkalotte 12 aufliegt.Heat shrinkage of the weld 3 causes angular deviations 15 of the bar steel 2 in all four quadrants of the circular area which is perpendicular to the power axis 16. Different dimensions of the bar steel 2, the section steel 1 and changed distances of the welding connection from the vertical leg of the section steel 1 result in a Zugachsenversatz 5 between the pulling axis 17 of the sample and the power axis 16 of the tensile machine. The section steel 1 lies with its inner legs on the horizontal surface 7 and the vertical surface 8 of the quarter ball 6, which in turn rests in the hemispherical cap 12.

Der Schlitz 9 weist an seinen drei geschlossenen Seiten eine Schlitzerweiterung 10 um 10° zur Vertikalen auf. Die Tiefe des Schlitzes 9 ist so gewählt, daß die vertikale Achse 19 der Schlitzrundung von der vertikalen Achse 20 der Viertelkugel einen parallelen Achsabstand 21 von 13,33% des Kugeldurchmessers hat.The slot 9 has on its three closed sides a slot extension 10 by 10 ° to the vertical. The depth of the slot 9 is selected so that the vertical axis 19 of the slot rounding from the vertical axis 20 of the quarter sphere has a parallel center distance 21 of 13.33% of the ball diameter.

Die Fase 11 gestattet eine flächige Auflage des Profilstahls 1 und verhindert die Auflage der Schweißwurzel 4. Die Schlitzerweiterung 10 toleriert die Winkelabweichung 15 des Stabstahl 2.The bevel 11 allows a flat support of the section steel 1 and prevents the support of the weld root 4. The slot extension 10 tolerates the angular deviation 15 of the bar steel second

Ein Verschwenken der Viertelkugel 6 in der Halbkugelkalotte 12 um den Betrag der Winkelabweichung 15 des Stabstahls 2, der den Schlitz 9 nach unten berührungslos durchgreift, wird selbsttätig erreicht, sobald die Probe durch Zugkraft beauflagt wird.A pivoting of the quarter ball 6 in the Halbkugelkalotte 12 by the amount of the angular deviation 15 of the bar steel 2, which passes through the slot 9 downward without contact, is reached automatically as soon as the sample is subjected to tensile force.

Die Halbkugelkalotte 12 hat gegenüber der Viertelkugel 6 eine Verbreiterung 13, die vorzugsweise 12% des Kugeldurchmessers beträgt und einen sicheren Sitz der Viertelkugel 6 in der Halbkugelkalotte 12 bei Zugbelastung der Schweißprobe gewährleistet.The Halbkugelkalotte 12 has compared to the quarter ball 6 a widening 13, which is preferably 12% of the ball diameter and ensures a secure fit of the quarter ball 6 in the Halbkugelkalotte 12 at tensile load of the weld sample.

Die Halbkugelkalotte 12 ist durch die seitlichen Schwalbenschwanzführungen 14 horizontal in einer Achse verschiebbar im Grundgestell 18 der Einspannvorrichtung gelagert.The Halbkugelkalotte 12 is mounted horizontally displaceable by the lateral dovetail guides 14 in an axis in the base frame 18 of the jig.

Dadurch wird der Ausgleich des Zugachsenversatzes 5 beim Einspannen der Probe und bei der Zugbelastung erreicht. Diese Einspannvorrichtung gewährleistet selbsttätig den Ausgleich von Zugachsenversatz und Winkelabweichung bei der Zugfestigkeitsprüfung der T-Stoß-Schweißverbindung eines Stabstahl mit Flach-, Winkel- und anderem Profilstahl.As a result, the compensation of the Zugachsenversatzes 5 is achieved when clamping the sample and the tensile load. This jig automatically ensures the compensation of the tensile axis offset and angular deviation in the tensile test of the T-joint weld of a steel bar with flat, angle and other section steel.

Sie vermeidet punkt-oder linienförmige Auflagerungen von Schweißwurzel oder Wurzeldurchhängen. Mit dieser Vorrichtung können erstmals derartige Produktionsproben'unverfälscht geprüft werden. Die mit dieser Vorrichtung gewonnenen Maßergebnisse repräsentieren in höchstem Maße die realen Einsatzbedingungen. Sie gestatten erstmals eine Bemessung nach Grenzzuständen und erschließen dadurch Materialeinsparungen.It avoids point or linear deposits of weld root or root passages. With this device, for the first time, such production samples can be checked in an unadulterated manner. The measurement results obtained with this device represent the real conditions of use to a very high degree. For the first time, they permit dimensioning according to limit states and thus open up material savings.

Claims (2)

Einspannvorrichtung für Zerreißmaschinen zur Festigkeitsprüfung von T-Stoß-Schweißverbindungen eines Stabstahls mit anderen Profilstählen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Grundgestell (18) eine Halbkugelkalotte (12) über Schwalbenschwanzführungen (14) horizontal verschieblich gelagert ist, auf dieser eine Viertelkugel (6) als Auflager des Profilstahls (1) schwenkbar aufliegt, die eine horizontale Fläche (7) und eine vertikale Fläche (8) mit einer Fase (11) als Übergang aufweist, in Halbkugelkalotte (12) und Viertelkugel (6) zum berührungslosen Hindurchgreifen des Stabstahls (2) ein Schlitz (9) eingearbeitet ist, der nach unten dreiseitig eine Schlitzerweiterung (10) um 10° zur Vertikalen aufweist und oben mit einer Fase (11) zur horizontalen Fläche (7) übergeht und dessen Tiefe so bemessen ist, daß die Achse (19) der Schlitzrundung zur Achse (20) der Viertelkugel einen parallelen Achsabstand (21) von 13,33% des Kugeldurchmessers besitzt und die Halbkugelkalotte (12) in Richtung zur vertikalen Fläche (8) eine Verbreiterung (13) gegenüber der Viertelkugel (6) um 12% des Kugeldurchmessers hat.Clamping device for Zerreißmaschinen for strength testing of T-joint welds of a steel bar with other profile steels, characterized in that in the base frame (18) a hemispherical cap (12) via dovetail guides (14) is mounted horizontally displaceable, on this a quarter ball (6) as Support of the section steel (1) rests pivotally having a horizontal surface (7) and a vertical surface (8) with a chamfer (11) as a transition, in hemispherical cap (12) and quarter ball (6) for non-contact passing through the bar steel (2 ) a slot (9) is incorporated, which has on three sides a Schlitzerweiterung (10) by 10 ° to the vertical and above with a chamfer (11) to the horizontal surface (7) merges and whose depth is such that the axis ( 19) of the slot rounding to the axis (20) of the quarter sphere has a parallel center distance (21) of 13.33% of the ball diameter and the hemispherical cap (12) in the direction of the vertical surface (8) has a widening (13) relative to the quarter sphere (6) by 12% of the ball diameter. HierzuFor this 2 Seiter^Zeichnungen2 pages ^ drawings
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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