-
Einspannvorrichtung, insbesondere für Werkstoffprüfmaschinen Für
verschiedene technische Zwecke müssenWerkstücke oder Probekörper in entsprechenden
Einrichtungen fest eingespannt sein, ohne dabei an ihrem eingespannten Teil durch
die sie festhaltenden Klemmbacken eine starke Beschädigung, z. B. einen sogenannten
Klemmbruch, zu erleiden und ohne in der Einspannvorrichtung beim Aufbringen der
Arbeitskraft, z. B. der Prüfkraft, zu rutschen. Vor allem kommt diesem Erfordernis
bei der mechanischen Werkstoffprüfung, z. B. bei der Ausführung von Zugfestigkeitsversuchen,
große Bedeutung zu, um reproduzierbare, einwandfreie Zahlenwerte hinsichtlich der
verschiedenen mechanischen Eigenschaften des jeweils zu untersuchenden Werkstoffes
zu erhalten.
-
Es sind zwar Einspannvorrichtungen für Zugfestigkeits-Prüfmaschinen
bekannt, deren Klemmbacken zufolge entsprechender Aufrauhung ihrer Anpreßfläche,
z. B. durch Riffelung, einen guten Schutz gegen das Rutschen der Proben innerhalb
der Klemmbacken oder gegen das vollständige Herausrutschen daraus bieten, doch sind
diese Einspannvorrichtungen für Proben aus klemmempfindlichen Werkstoffen, wie insbesondere
aus Gummi und Kunststoffen, z. B. Kunstseide u. dgl., nicht geeignet, weil sie auch
zwischen derartigen Klemmbacken wegen des über deren ganze Länge gleich großen,
verhältnismäßig hohen Anpreßdruckes einen Bruch erleiden können.
-
Andererseits sind auch solche Einspannvorrichtungen für Zugfestigkeits-Prüfmaschinen
bereits bekannt, deren Klemmbacken aus einem Werkstoff (Kunststoff, Gummi od. dgl.)
bestehen, durch den das Auftreten von Klemmbrüchen weitgehend unterbunden wird.
Es besteht hierbei aber die Gefahr, daß insbesondere Proben aus Werkstoffen mit
hoher Festigkeit oder mit glitschiger Oberfläche während des Aufbringens der Zuglast
aus den Klemmbacken herausrutschen.
-
Zur Vermeidung dieses Übelstandes werden bereits Einspannvorrichtungen
für stark biegsame Werkstoffproben nach Abb. 1 verwendet, bei denen die Probe zunächst
in einem, an seinen Anpreßflächen meist mit einem Schutzbelag versehenen Einspannteil
6 festgehalten und dann mit ihrer freien Länge über einen Bolzen 7 umgelenkt wird,
so daß zufolge der zwischen der Probe und dem Bolzen beim Zugvorgang auftretenden
Reibung die ganze Zugkraft nicht von den Klemmbacken allein aufgenommen werden muß.
Wenn auch hierdurch die Gefahr des Herausrutschens der Probe aus den Klemmbacken
zufolge der verringerten, an dem eingespannten Probenteil wirkenden Zugkraft herabgesetzt
wird, so weist aber doch diese Einspannvorrichtung insofern einen Nachteil auf,
als sie für die einwandfreie Bestimmung einer wichtigen Werkstoffeigenschaft, nämlich
der Dehnbarkeit des zu untersuchenden Werkstoffes, nicht geeignet ist, weil die
Dehnung der Probe an dem den Umlenkbolzen umschlingenden Teil durch die auftretende
Reibung behindert ist.
-
Bei einer anderen bekannten Probeneinspannvorrichtung für Pulsiermaschinen
werden zur Erzielung eines gleitungsfreien Einspannens der Probestäbe und damit
zur Vermeidung des Eintritts des Dauerbruchs in der Nähe oder im Übergang zur einen
Einspannstelle des Probestabes die Einspannklemmen bereits derart ausgebildet, daß
deren Festhaltewirkung in Richtung vom äußeren zum inneren Ende der Klemmbacken
geringer wird. Diese Wirkung wird dabei durch lamellierte Einspannbacken erreicht.
-
Derartige Einspannbacken sind aber für Probekörper aus beliebigen
Werkstoffen, insbesondere aus Gummi und Kunststoffen, z.B. Kunstseide u.dgl., also
aus klemmempfindlichen Stoffen nicht geeignet, weil Lamellen in den Klemmbacken
infolge ihrer mehr oder weniger scharf ausgebildeten Begrenzungskanten Kerbwirkungen
an dem Probekörper innerhalb der Klemmbacken hervorrufen. Durch diese wird nämlich
zwangläufig immer dann ein Bruch des Probekörpers an der Einspannstelle herbeigeführt,
wenn es sich dabei um einen Prüfling aus klemmempfindlichen Werkstoffen, wie beispielsweise
aus Gummi und Kunststoffen, handelt. Die bekannte hier in Rede stehende Einspannvorrichtung
ist daher auf die Verwendung von Probekörpern aus harten Metallen, z. B. Stahl,
beschränkt.
-
Durch den Erfindungsgegenstand werden die bei den bekannten Einspannvorrichtungen
bestehenden
Nachteile beseitigt und damit die eingangs an Einspannvorrichtungen
gestellten Forderungen erfüllt.
-
Zur Erreichung dieses Ziels besteht die Erfindung, bei der die beiden
Klemmbacken in bekannter Weise so gestaltet sind, daß deren Festhaltewirkung in
Richtung vom äußeren zum inneren Ende der Klemmbacken geringer wird, im wesentlichen
darin, daß von den beiden Klemmbacken oder von mit diesen fest und gegebenenfalls
lösbar zu verbindenden, die Anpreßflächen bildenden, besonderen Auflagestreifen
mindestens eine Klemmbacke bzw. ein Auflagestreifen in Richtung vom äußeren zum
inneren Ende der Klemmbacke bzw. des Auflage streifens abnehmende Härte aufweist.
-
Mit dem äußeren Ende der Klemmbacken bzw. der Auflagestreifen ist
das Ende gemeint, das bei von beiden Einspannköpfen festgehaltener Probe dem zwischen
den beiden Spannköpfen liegenden freien Probenteil abgewandt ist, während demzufolge
unter dem inneren Ende der Klemmbacken bzw. der Auflagestreifen das andere, dem
zwischen den beiden Einspannköpfen liegenden freien Probenteil zugewandte Ende zu
verstehen ist.
-
Zufolge der vorher gekennzeichneten Ausbildung der Einspannvorrichtung
nach der Erfindung kann zum Unterschied vom Bekannten ein Klemmbruch an Proben aus
beliebigen, also auch aus klemmempfindlichen Werkstoffen überhaupt nicht eintreten.
-
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung können bei Verwendung von
mit den Klemmbacken zu verbindenden, besonderen Auflagestreifen diese senkrecht
zu ihrer Längsrichtung in mehrere Einzelteile verschiedenen Härtegrades unterteilt
sein. Auch kann in Weiterbildung der Erfindung der äußere Teil des unterteilten
Auflagestreifens aus der Klemmbacke herausgearbeitet sein und mit dieser zusammen
ein gemeinsames Stück bilden.
-
Der Erfindungsgegenstand ist in Abb. 2 mit Bezug auf eine Einspannvorrichtung
für Zugfestigkeits-Prüfmaschinen in einer beispielsweisen Ausführungsform für einen
der beiden Spannköpfe schematisch dargestellt. Abb. 1 bezieht sich, wie bereits
vorher erwähnt, auf eine bekannte Einspannvorrichtung für stark biegsame Werkstoffproben.
-
Bei dem wiedergegebenen - Ausführungsbeispiel nach Abb. 2 handelt
es sich um eine Einspannvorrichtung, bei der die beiden Klemmbacken 3 in ihrer Längsrichtung
hintereinander verschiedene, die Anpreßflächen bildende Beläge 1 und 2 aufweisen,
von denen die äußeren Beläge 1 einen höheren Härtegrad
haben als die inneren Beläge
2. Während hierbei den äußeren, härteren Belägen 1 vorzugsweise die Aufgabe des
Festhaltens der Probe 4 zukommt, dienen die inneren, weicheren Beläge 2 vorzugsweise
zur Vermeidung des Auftretens von Klemmbrüchen. Die inneren Beläge 2 können etwas
dicker als die äußeren Beläge 1 sein, damit sie mit einer Vorspannung an der Probe
anliegen. Die Beläge 1 können auch einen Teil des Spannkopfmetallkörpers darstellen,
zu welchem Zweck beispielsweise ein entsprechender Teil des Werkstoffes aus dem
Spannkopfmetallkörper herauszuarbeiten ist.
-
An Stelle von nur zwei in ihrer Härte unterschiedlichen Belägen können
auch drei oder mehr in der angegebenen Weise zueinander unterschiedliche Beläge
angeordnet sein.
-
Für Proben aus Werkstoffen von außerordentlich hoher Festigkeit oder
mit glitschiger Oberfläche kann es gegebenenfalls zweckmäßig sein, die Einspannvorrichtung
nach Abb. 2 zusätzlich mit einem Umlenkbolzen für die Probe gemäß Abb. 1 auszurüsten.