DE102008050652A1

DE102008050652A1 - Einspannvorrichtung für eine Zugprüfmaschine

Info

Publication number: DE102008050652A1
Application number: DE200810050652
Authority: DE
Inventors: Uwe Sterzig; Birgit Vetter
Original assignee: Technische Universitaet Dresden
Current assignee: Technische Universitaet Dresden
Priority date: 2008-09-26
Filing date: 2008-09-26
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2028-09-27
Also published as: DE102008050652B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung (10) für eine Zugprüfmaschine, enthaltend sich gegenüberliegende Einspannbacken (5, 6), in denen sich jeweils eine Klemmhalterung (3, 4) befindet, die zueinander ausgerichtet angeordnet sind und in die die jeweiligen Enden (7, 8) von Prüfproben (2) einspannbar sind. Die Aufgabe besteht darin, dass die Prüfproben unverkantet und relativ zügig sowie völlig parallel zur Zugrichtung in den Einspannbacken der Einspannvorrichtung fest fixierbar sind. Die Lösung besteht darin, dass für die Einspannvorrichtung (10) eine Einspannhilfe (9) für die Prüfproben (2) vorgesehen ist, die zwischen die beiden Einspannbacken (5, 14) einsetzbar ist, wobei mindestens einer der Einspannbacken (5, 14) zumindest eine die Einspannhilfe (9) halternde Rasterführung (11) zur Justierung zugeordnet ist, zu der einerseits entweder eine Einfügung (12) am Einspannbacken (5, 14) oder eine Ausnehmung im Einspannbacken (5, 14) und andererseits eine zur Einfügung (12) des Einspannbackens (5, 14) korrespondierende Ausnehmung (13) der Einspannhilfe (9) oder eine zur Ausnehmung des Einspannbackens (5, 14) korrespondierende Einfügung der Einspannhilfe (9) gehören.

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung für eine Zugprüfmaschine, die sich gegenüberliegende Einspannbacken, in denen sich jeweils eine Klemmhalterung befindet, die zueinander ausgerichtet angeordnet sind und in die die jeweiligen Enden von Prüfproben einspannbar sind, enthält, wobei die Prüfproben mit einer beliebigen Geometrie versehen sein sowie einen kleinen Querschnitt und/oder eine geringe Steifigkeit aufweisen können.
In herkömmlichen Einspannvorrichtungen 1, die in 1 und 2 gezeigt sind, wird in Handarbeit, bei der eine Ausrichtung nach Augenmaß erfolgte, eine Prüfprobe 2 in die Klemmhalterungen 3, 4 der sich gegenüberliegenden Einspannbacken 5, 6 der Einspannvorrichtung 1 eingespannt. Durch die manuelle Ausrichtung der Enden 7, 8 der Prüfprobe 2 in den Klemmhalterungen 3, 4 erfolgte oft eine Verkantung der Prüfprobe 2 in Bezug auf die Zugrichtung, was die Messungen immer wieder verfälschte.
Prüfungen mit herkömmlichen Einspannvorrichtungen haben auch den Nachteil, dass die Prüfproben nicht in jedem Fall völlig parallel zur Zugrichtung eingespannt sind, d. h. ein einachsiger Spannungszustand während des Prüfvorganges, also beim Anliegen einer Zugkraft, nicht immer gewährleistet ist. Ein weiteres Problem ist das sehr zeitintensive manuelle Einspannen, insbesondere von Prüfproben geringer Steifigkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einspannvorrichtung für eine Zugprüfmaschine anzugeben, die derart ausgebildet ist, dass die Prüfproben unverkantet und relativ zügig sowie völlig parallel zur Zugrichtung in den Einspannbacken der Einspannvorrichtung fest fixierbar sind.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Einspannvorrichtung für eine Zugprüfmaschine für Prüfproben enthält sich gegenüberliegende Einspannbacken, in denen sich jeweils eine Klemmhalterung befindet, die zueinander ausgerichtet angeordnet sind und in die die jeweiligen Enden von Prüfproben einspannbar sind,
wobei gemäß dem Kennzeichenteil des Patentanspruch 1
eine Einspannhilfe für die Prüfproben vorgesehen ist, die zwischen die beiden Einspannbacken einsetzbar ist, wobei mindestens einer der Einspannbacken zumindest eine die Einspannhilfe halternde Rasterführung zur Justierung zugeordnet ist, zu der einerseits entweder eine Einfügung am Einspannbacken oder eine Ausnehmung im Einspannbacken und andererseits eine zur Einfügung des Einspannbackens korrespondierende Ausnehmung der Einspannhilfe oder eine zur Ausnehmung des Einspannbackens korrespondierende Einfügung der Einspannhilfe gehören.
Die Einspannhilfe kann zumindest aus

– einem quaderförmigen Einspannblock,
– einer zum Einspannblock konform passenden Einspannklappe,
– einem Scharnier, das den Einspannblock und die Einspannklappe zueinander verschwenkbar verbindet, und
– einer Arretierfeder, die die zusammengeklappten Einspannblock und Einspannklappe zumindest während die Zeit des Einspannens der Prüfprobe in die Klemmhalterungen arretiert, bestehen,

Die Prüfprobe kann querschnittsmäßig eine beliebige Geometrie aufweisen, wobei sie als solche mit kleinem Querschnitt und/oder geringer Steifigkeit zur Zugprüfung vorgesehen sind.
Die Prüfproben werden mit aus der Einspannhilfe überhängenden Enden in die Längsausnehmung der Einspannklappe eingelegt.
Die Rasterführung kann aber auch in Vertauschung von Ausnehmung und Einfügung zur Justierung der Einspannhilfe zwischen den Einspannbacken und den Klemmhalterungen aus einer Einfügung an der Einspannhilfe und einer korrespondierenden Ausnehmung im stirnseitig gegenüberliegenden Einspannbacken bestehen.
Die Einfügung oder die Ausnehmung zur Rasterführung können sich an dem jeweiligen Rastereinspannbacken neben der Klemmhalterung befinden, um eine zweckmäßige Justierung zu ermöglichen.
Die Einfügung und die zugehörige Ausnehmung können jeweils z. B. einen T-förmigen oder schwalbenschwanzartigen, korrespondierend angepassten Querschnitt aufweisen.
Eine Ausnehmung oder eine Einfügung kann vorzugsweise an der unteren Stirnseite des Einspannblocks der Einspannhilfe vorhanden sein.
Die Arretierfeder kann an einem Henkel des Einspannblocks einhängbar und dort drehbar gelagert sein.
Insbesondere soll mit der erfindungsgemäßen Einspannhilfe das Einspannen von Prüfproben mit einem kleinen Querschnitt und/oder mit geringer Steifigkeit in die Einspannbacken der erfindungsgemäßen Einspannvorrichtung exakt und zeitsparend ermöglicht werden.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels mittels mehrerer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Einspannvorrichtung zum Einbringen von streifenartigen Prüfproben mit offenen Klemmhalterungen nach dem Stand der Technik,
2 eine Einspannvorrichtung mit eingelegter streifenartiger Prüfprobe in geschlossenen Klemmhalterungen nach dem Stand der Technik,
3 eine erfindungsgemäße Einspannvorrichtung mit Einspannhilfe und mit eingelegter streifenartiger Prüfprobe,
4 eine isometrische Ansicht der Einspannhilfe,
5 eine Explosionsansicht der Einspannhilfe,
6 eine Funktionsweise des Einspannens einer metallischen streifenförmigen Folie in die Einspannbacken einer Einspannvorrichtung mittels der Einspannhilfe, wobei
6a die geöffnete Einspannhilfe mit eingelegtem metallischem Streifen,
6b die geschlossene Einspannhilfe mit eingelegter Prüfprobe,
6c die geöffneten Einspannbacken der Einspannvorrichtung,
6d das Einbringen der Enden des Streifens mit der Einspannhilfe über der Rasterführung mit einer Justierung an der Einspannvorrichtung und
6e die geschlossene Einspannvorrichtung mit der zwischenzeitlich geöffneten und entfernten Einspannhilfe
zeigen.
In 3 ist eine erfindungsgemäße Einspannvorrichtung 10 für eine Zugprüfmaschine zur Zugprüfung einer streifenartigen Prüfprobe 2 dargestellt.
Die Einspannvorrichtung 10 besteht aus sich vertikal gegenüberliegenden Einspannbacken 5, 6, in denen sich horizontal gerichtet jeweils eine Klemmhalterung 3, 4 befindet, die parallel zueinander verstellbar und vertikal ausgerichtet angeordnet sind und in die jeweils ein freies Ende 7, 8 der Prüfprobe 2 einspannbar ist.
Erfindungsgemäß ist eine die streifenartige Prüfprobe 2 aufnehmende Einspannhilfe 9 vorgesehen, die zwischen die beiden beabstandet gegenüberliegend angeordneten Einspannbacken 5, 6 einsetzbar ist, wobei dem unteren Einspannbacken 14 eine die Einspannhilfe 9 halternde und zur Justierung vorgesehene Rasterführung 11 zugeordnet ist, zu der einerseits eine Einfügung 12 am Einspannbacken 14 und andererseits eine zur Einfügung 12 des unteren Einspannbackens 14 korrespondierende Ausnehmung 13 in der Einspannhilfe 9 gehören.
Zur Rasterführung gehört eine querschnittsmäßig T-förmige Ausnehmung 13 in der Einspannhilfe 9 und eine T-förmige Einfügung 12 im Einspannbacken 14, die korrespondierend zueinander ausgebildet sind. Sie können aber auch z. B. einen schwalbenschwanzartigen Querschnitt aufweisen.
Im Folgenden werden die beiden 4 und 5 gemeinsam betrachtet.
In 4 ist eine quaderförmige, die streifenartige Prüfprobe 2 aufnehmende Einspannhilfe 9 kompakt in ihrem Zusammenbau dargestellt. In 5 ist eine zugehörige Explosionsdarstellung angegeben. Die Einspannhilfe 9 besteht aus

– einem quaderförmigen Einspannblock 15,
– einer Einspannklappe 16, die konform zum Einspannblock 15 passt,
– einem Scharnier 17, das den Einspannblock 15 und die Einspannklappe 16 zueinander verschwenkbar verbindet, und
– einer Arretierfeder 18, die die zusammengeklappten Einspannblock 15 und Einspannklappe 16 zumindest während die Zeit des Einspannens der Prüfprobe 2 in die Klemmhalterungen 3, 4 arretiert,

16

15

19

2

15

21

19

13

11

14

10

12

9

10

Die Ausnehmung 13 der Rasterführung 11 ist vorzugsweise durchgängig zwischen zwei sich gegen-überliegenden Längsseiten 22, 23 des quaderförmigen Einspannblocks 15 quer zur Einspannhilfe 9 eingebracht.
Die Rasterführung 11 kann auch im Bereich am oberen Einspannbacken 5 in Verbindung mit der oberen Stirnseite 24 der Einspannhilfe 9 ausgebildet und vorhanden sein.
Schließlich können, um die Justierung der Einspannhilfe 9 zu vereinfachen, an beiden Einspannbacken 5, 14 und beiden Stirnseiten 21, 24 des Einspannblocks 15 der Einspannhilfe 9 Rasterführungen 11 vorgesehen sein.
Die zur Arretierung der Einspannklappe 16 an dem Einspannblock 15 vorgesehene Arretierfeder 18 kann an einem vertikal gerichteten Henkel 20 außen am Einspannblock 15 eingehängt werden und dort schwenkbar gelagert sein, so dass die Einspannklappe 16 an den Einspannblock 15 mit dem eingelegten, als Prüfprobe 2 ausgebildeten Probenstreifen 2 umschlossen und gehaltert werden kann.
Während die untere Stirnseite 21 durch die Rasterführung 11 an den unteren Einspannbacken 14 gebunden ist, kann die obere Stirnseite 24 den oberen Einspannbacken 5 kontaktieren. Dabei wird die Einspannhilfe 9 mittels der Rasterführung 11 in ihrer Position zu den Klemmhalterungen 3, 4 justiert, wobei die Justierung mithilfe eines seitlich an die Rasterführung 11 gehaltenen Anschlagplättchens 25 erfolgen kann.
Im Folgenden wird die Zusammengehörigkeit der Einspannhilfe 9 und der Einspannvorrichtung 10 mittels der 6a, 6b, 6c, 6d und 6e dargelegt.
Die einzuspannende streifenförmige Prüfprobe 2, deren Längsausdehnung größer als die Längsausdehnung der Einspannklappe 16 ist, wird in die Einspannklappe 16 der Einspannhilfe 9 in 6a definiert mit den stirnseitig überstehenden freien Enden 7, 8 eingelegt und, wie in 6b gezeigt ist, fixiert und geschlossen.
Die geschlossene, die Prüfprobe enthaltende Einspannhilfe 9 kann mit ihrer stirnseitigen Ausnehmung 13 über die hervorstehende Einfügung 12 des Rastereinspannbackens 14 geschoben werden und an der Rasterführung 11 kann ein an die Einfügung 12 seitlich angelegtes Anschlagplättchen 2 zur Justierung angehalten sein.
Das Anschlagplättchen 25 kann durch einen rasterführungsinternen Anschlag (nicht eingezeichnet) ersetzt sein, indem ein solcher Anschlag zur Justierung in der Rasterführung 11 selbst realisiert ist, wobei an der Einfügung 12 ein als Vorsprung dienender Anschlag und in der Ausnehmung 13 eine zusätzliche zum Vorsprung korrespondierende Aussparung zur Aufnahme des Vorsprungs vorgesehen ist.
Zwischen den Einspannbacken 5, 14 und der Einspannhilfe 9 besteht somit eine fest gehalterte Kontaktbrücke. Die Prüfprobe 2 wird dabei mit ihren Enden 7, 8 in den offenen Klemmhalterungen 3, 4 der Einspannbacken 5, 14 eingeführt. Erst nach Fixierung der Enden 7, 8 in den sich gegenüberliegenden Klemmhalterungen 3, 4 werden die Klemmhalterungen 3, 4 verstellt und die Enden 7, 8 fest darin gehaltert. Erst danach wird die Einspannhilfe 9 nach Lösen der Arretierfeder 18 seitens der Einspannklappe 16 geöffnet. Danach wird die geöffnete Einspannhilfe 9 am Einspannblock 15 mit der unteren stirnseitigen Ausnehmung 13 seitlich aus der hervorstehenden Einfügung 12 des unteren Rastereinspannbackens 14 herausgezogen. Danach kann der Prüfvorgang durchgeführt werden.
Die Erfindung stellt eine völlig neue Technologie bei der Einspannung von Prüfproben 2 mit einem kleinen Querschnitt und/oder einer geringen Steifigkeit dar. Eine Verbesserung der Einspanngenauigkeit der Prüfproben 2 in den Klemmhalterungen 3, 4 der Einspannbacken 5, 14 und damit der Genauigkeit der Prüfergebnisse im anschließenden Zugprüfversuch sowie eine wesentliche Verkürzung der Zeitaufwendung dafür sind wesentliche Vorteile.

1: Einspannvorrichtung nach dem Stand der Technik
2: Prüfprobe
3: erste verstellbare Klemmhalterung
4: zweite verstellbare Klemmhalterung
5: erster Einspannbacken
6: zweiter Einspannbacken nach dem Stand der Technik
7: erstes Ende
8: zweites Ende
9: Einspannhilfe
10: Einspannvorrichtung
11: Rasterführung
12: Einfügung
13: Ausnehmung
14: Rastereinspannbacken
15: Einspannblock
16: Einspannklappe
17: Scharnier
18: Arretierfeder
19: Längsausnehmung
20: Henkel
21: untere Stirnseite
22: erste Längsseite
23: zweite Längsseite
24: obere Stirnseite
25: Anschlagplättchen

Claims

Einspannvorrichtung (10) für eine Zugprüfmaschine, enthaltend sich gegenüberliegende Einspannbacken (5, 6), in denen sich jeweils eine Klemmhalterung (3, 4) befindet, die zueinander ausgerichtet angeordnet sind und in die die jeweiligen Enden (7, 8) von Prüfproben (2) einspannbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einspannhilfe (9) für die Prüfproben (2) vorgesehen ist, die zwischen die beiden Einspannbacken (5, 14) einsetzbar ist, wobei mindestens einer der Einspannbacken (5, 14) zumindest eine die Einspannhilfe (9) halternde Rasterführung (11) zur Justierung zugeordnet ist, zu der einerseits entweder eine Einfügung (12) am Einspannbacken (5, 14) oder eine Ausnehmung im Einspannbacken (5, 14) und andererseits eine zur Einfügung (12) des Einspannbackens (5, 14) korrespondierende Ausnehmung (13) der Einspannhilfe (9) oder eine zur Ausnehmung des Einspannbackens (5, 14) korrespondierende Einfügung der Einspannhilfe (9) gehören.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einspannhilfe (9) aus – einem quaderförmigen Einspannblock (15), – einer Einspannklappe (16) zum Schließen des Einspannblocks (15), – einem Scharnier (17), das den Einspannblock (15) und die Einspannklappe (16) zueinander verschwenkbar verbindet, und – eine Arretierfeder (18), die die geschlossenen Einspannblock (15) und Einspannklappe (16) zumindest für die Zeit des Einspannens der Prüfprobe (2) in die Klemmhalterungen (3, 4) arretiert, besteht, wobei die Einspannklappe (16) zum Einspannblock (15) gerichtet eine seitlich mittig in der Einspannklappe (16) ausgebildete Längsausnehmung (19) zur Einlage der Prüfprobe (2) enthält und der Einspannblock (15) an einer Stirnseite (21, 24) quer zur Längsausnehmung (19) eine Ausnehmung (13) der Rasterführung (11) aufweist, die mit der an dem gegenüberliegenden Ein spannbacken (14) vorhandenen Einfügung (12) nach Einbringen der Einspannhilfe (9) zwischen die Einspannbacken (5, 14) korrespondiert.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasterführung (11) zur Justierung der Einspannhilfe (9) zwischen den Einspannbacken (5, 14) und den Klemmhalterungen (3, 4) aus einer Einfügung an der Einspannhilfe (9) und einer korrespondierenden Ausnehmung im Einspannbacken (5, 14) besteht.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Einfügung (12) oder die Ausnehmung zur Rasterführung (11) an dem jeweiligen Rastereinspannbacken (5, 14) neben der Klemmhalterung (4) befindet.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine Ausnehmung (13) oder eine Einfügung an der unteren Stirnseite (21) der Einspannhilfe (9) befindet.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Rasterführung (11) eine querschnittsmäßig T-förmige Ausnehmung (13) in der Einspannhilfe (9) und eine querschnittsmäßig T-förmige Einfügung (12) im Einspannbacken (14), die korrespondierend zueinander ausgebildet sind, gehören.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung und die zu ihr korrespondierende Einfügung jeweils einen schwalbenschwanzartigen Querschnitt aufweisen.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (13) durchgängig zwischen zwei sich gegenüberliegenden Längsseiten (22, 23) des quaderförmigen Einspannblocks (15) quer zur Einspannhilfe (9) eingebracht ist.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Justierung der Einspannhilfe (9) an beiden Einspannbacken (5, 14) und an beiden Stirnseiten (21, 24) des Einspannblocks (15) der Einspannhilfe (9) Rasterführungen (11) vorgesehen sind.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die geschlossene, die Prüfprobe (2) enthaltende Einspannhilfe (9) mit ihrer stirnseitigen Ausnehmung (13) über die hervorstehende Einfügung (12) des Rastereinspannbackens (14) geschoben ist und an der Rasterführung (11) ein an die Einfügung (12) seitlich angelegtes Anschlagplättchen (25) zur Justierung gebracht ist
Einspannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Anschlagplättchen (25) ersetzt ist, indem ein solcher Anschlag zur Justierung innerhalb der Rasterführung (11) selbst realisiert ist, wobei an der Einfügung (12) ein als Vorsprung dienender Anschlag und in der Ausnehmung (13) eine zusätzliche zum Vorsprung korrespondierende Aussparung zur justierenden Aufnahme des Vorsprungs vorgesehen ist.
Einspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arretierfeder (18) an einem Henkel (20) des Einspannblocks (15) einhängbar und dort schwenkbar gelagert ist.
Einspannvorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfproben (2) mit einem kleinen Querschnitt bei beliebiger Probengeometrie und/oder einer geringen Steifigkeit ausgebildet sind.