DE1187429B - Klemmvorrichtung, insbesondere fuer faserverstaerkte Kunststoffstaebe - Google Patents

Description

• Klemmvorrichtung, insbesondere für faser-. verstärkte Kunststoffstäbe Die Erfindung geht aus von einer Klemmvorrichtung mit Aufhängehülse, insbesondere für faserverstärkte Kunststoffstäbe, bei der der von der Klemmvorrichtung auf den Stab ausgehende- - spezifische Klemmdruck am Klemmenmaul näherunggweise Null ist und längs der Klemmstrecke zunimmt.
• Bekannte Vorrichtungen zur zugfesten Ein-Spannung- von faserverstärkten - Kunststoffstäben haben einen über die ganze Klemmstrecke gleichbleibenden spezifischen Klemmdruck. Diese Anordnungen ergeben die Schwierigkeit, daß der nicht unbeträchtliche Klemmdruck an der Austrittsstelle des Klemmkörpers (Klemmenmaul)- 'zu einer überbeanspruchung- der in denn Kunststoffstab eingebetteten Glasfasern führt. Die an sich spröden Glasfasern sind derartigen Beanspruchungen, die insbesondere in der ungünstigem Form der Scherbeanspruchung auftreten, nicht gewachsen. Sie brechen deshalb schon bei Belastungen die weit unterhalb ihrer normalen Festigkeitswerte bei reiner Zugbeanspruchung liegen.- Ein durch die Scherbebeanspruchung ausgelöster Örtlicher Bruch pflanzt sich bei andauernder Belastung in das Innere des Faserstranges fort und führt schließlich zu einem Total-Bruch. Die an sich hervorragenden Festigkeitseigenschaften faserverstärkter Kunststoffstäbe können deshalb bei Anwendung der bekannten Klemmvorrichtungen nur zu einem Bruchteil ausgenutzt werden.
• Auch bei bekannten Klemmvorrichtungen, der im ersten Absatz dieser Beschreibung genannten Art, allerdings ohne Aufhängehülse, ist nicht mit ausreichender Sicherheit erreicht, daß schroffe Druckgegensätze und schwere Beanspruchungen auf alle Fälle vermieden sind, _ da bei dieser bekannten Klemmvorrichtung der zunehmende Klemmdruck lediglich durch eine Konizität in der Bohrung oder der Außenkontur der Klemmhülse und damit durch die Pressurig der Klemmhülse an dem konischen Teil der veränderliche Klemmdruck erreicht werden soll. Dies ist jedoch durch die nicht genau beherrschten Kletnmdruckverhältnisse und Materialverhältnisse beeinflußt, - so daß nicht mit Sicherheit erreicht werden kann, daß der Klemmdruck auch bestimmt allmählich abnimmt. Auch nicht zu vermeidende Fettigungsungenauigkeitenergaben eine gewisse Unsicherheit in der in Frage stehenden Ausbildung.
• Die Aufgabe der Erfindung besteht gegenüber diesem Bekannten darin, Klemmvorrichtungen der im ersten Absatz .dieser Beschreibung dargestellten. Art insoweit zu verbessern, daB besser als bisher erreicht ist, daß an keiner Stelle des Stabes schroffe Druckgegensätze und damit keine Scherbeanspruchungen entstehen.
• Zur ersten Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß der Klemmkörper in mehrere Teilelemente mit zugkraftabhängigem Klemmdruck unterteilt ist, von denen jedes mittels Zugfedern mit der Aufhängehülse verbunden ist, wobei die Zugfedern so eingestellt sind, daß die einzelnen Teilelemente in an sich bekannter Weise in der konischen Bohrung der Teilelemente angeordnete konische Klemmteile und in neuer Weise den Stab umfassenden Druckschienen einen unterschiedlichen Anteil der Gesamtzugkräfte in der Weise übernehmen, daß der Klemmdruck der einzelnen Teilelemente gegen das Ende des Stabes zu ansteigt.
• Zur zweiten Lösung der genannten Aufgabe ist vorgesehen, daß ein oder mehrere gewundene Feder-Stäbe den Stab in an sich bekannter Weise spiralförmig umfassen und in neuer Weise an einem gewundenen Ende ohne den Stab in einer Kompressionsklemme befestigt sind.
• Zur dritten Lösung der genannten Aufgabe ist vorgesehen; daß ein flexibler Schlauch den Stab umfaßt und am einen Ende in einer Kompressionsklemme befestigt ist.
• Als für die zweite Aufgabenlösung vorteilhafte und förderliche Weiterbildung ist fernerhin vorgesehen, daß die Federstäbe einen von der Kompressionsklemme .zum Klemmenmaul hin abnehmenden Querschnitt aufweisen, wobei die Steigung der Windung der Federstäbe dem sich verändernden Durchmesser der Federstäbe so angepaßt ist, daß diese dicht beiein-anderliegen.
• Durch die Erfindung wird insofern ein technischer Fortschritt erreicht, als Klernmvorrichtungen der im ersten Absatz dieser Beschreibung :dargestellten Art insoweit verbessert werden, daß noch besser als bisher erreicht ist, daß an: keiner Stelle des Stabes schroffe Druckgegensätze und damit keine Scherbeanspruchungen entstehen.
• Die Erfindung wird an Hand zweier Ausführungsbeispiele in der Zeichnung näher erläutert. Hierbei zeigt F i g. 1 teilweise, geschnitten und teilweise in,. Ansieht die eine Klemmvorrichtung von der Seite gesehen, F i g. 2 die Klemmvorrichtung nach F i g. 1 von der Stabseite gesehen und F i g. 3 ein anderes Ausführungsbeispiel der Klemmvorrichtung von der Seite gesehen.
• In dem Ausführungsbeispiel der Klemmvorrichtung nach F i g. 1 und 2 sind auf dem Umfang des faserverstärkten Künotstöffstabes 1 mehrere segmentförmig angeordnete,. durch die ganze Klemmvorrichtung durchgehende Druckschienen 2 vorgesehen. Die Druckschienen 2 sind mit mehreren Vertiefungen 3 versehen, in die je zwei Klemmteile 4, 5 eingesetzt werden. Die Klemmteile 4, 5 sind mit mehreren _ Längsschlitzen, -versehen, - die es ermöglichen, mittels. der,a,konisch ausgebildeten Teilelemente 6 eine Druckwirkung über die Druckschienen 2 auf den Kunststoffstab auszuüben. Die Teilelemente 6 sind mit zwei- oder mdhreren gleichmäßig über den Umfangverteilten Augenlaschen 7 versehen, in die die t Zugfedern 8, 9, 10 eingreifen. Die Zugfedern 8; 9, 10 sind mit unterschiedlichen Federkonstanten ausgelegt derart, daß die Federn 8 den größten Teil der gesamten Zuglast übernehmen, die Federn 9 den kleineren Teil und die Federn 10 den kleinsten Teil der Zuglast. Die Aufhängeöse 11 trägt an der dem Faserstabe zugekehrten Seite auf ihrem_.Umfang eine der Anzahl der Zugfedern entsprechende Zahl von ,Augenlaschen 13, in denen die Zugfedern 8, 9,10 mit. ihren anderen Enden befestigt, sind: Die von den einzelnen Konusklemmen übertragenen und durch die jeweiligen Zugfedern 8, 9,10 bedingten Zugkräfte erzeugen infolge der- Konuswirkuüg in den Klemmen unterschiedliche Klemmdrücke; die so gestaffelt sind, daß das dem Stabende nächstliegende. Teilelement 6 den -höchsten und das dem Klemmenmaul nächstliegende Teilelement 6 den geringsten Druck ausübt.
• Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 wird der Stab 21 von -mehreren den Stab 21 spiralförmig umschließenden Federstäben 22 gehalten. Diese Federstäbe 22 sind mit ihrem einen Ende in einer Kompressionsklemme 23 befestigt. Die Kompressionsklemme 22 ist mit einer zylindrischen Aussparung 24 versehen, in die die Federstäbe 22 eingepreßt sind. Die Zugkraft des Stabes 21 wird auf die Federstäbe durch die schon im unbelasteten Zustand vorhandene Reibung übertragen, die durch Aufrauhung der Innenfläche der Federstäbe 22 noch erhöht werden kann. Beim Anwachsen der Zugkräfte sucht sich der aus den Spiralen gebildete Schlauch zu verengen. Die einem bestimmten Schlauchquerschnitt zukommende Kontraktionskraft ist um so größer je größer die in diesem Querschnitt auftretende Zugkraft ist. Da die von den Federstäben 22 aufgenommene Zugkraft längs der Klemmstrecke ansteigt, nimmt der spezifische Klemmdruck vom Klemmenausgang bis zum Ende des Stabes 21 stetig zu. Am Klemmenausgang ist der Klemmdruck Null, so daß an dieser kritischen Stelle kein schädlicher Druckgradient im Stab 21 auftritt.
• Um die in den spiralförmig gebogenen Federstäben 22 auftretenden Zugkräfte (die nach dem Ende des Kunststoffstab'6s hin zunehmen) besser beherrschen zu können, können die _ Federstäbe 22 konisch ausgebildet werden, derart, daß ihr stärkster Querschnitt am abspannseitigen Ende der Klemmvorrichtung liegt. Auf diese Weise erreicht man, daß die spezifische Zugbelastung in den Federstäben 22 unverändert oder nahezu unverändert bleibt. Damit bei sich änderndem Durchmesser der Federstäbe 22 diese dicht beieinanderliegen, paßt man die Steigung der Spirale dem Durchmesser der Federstäbe 22 an.
• Die Klemmvorrichtung kann auch ein flexibler Schlauch sein. Das eine Ende des Schlauches ist in ähnlicher Weise wie bei den spiralförmigen Federstäben 22 - in einer Kompressionsklemme befestigt. Das andere Ende wird über den Stab 21 geschoben. Beim .Auftreten einer Zugbeanspruchung zieht sich der Schlauch zusammen,. und zwar um so mehr, . je größer die im jeweiligen -Querschnitt auftretende Zugspannung ist. Daraus ergibt sich eine gegen das Ende der Klemmstrecke zunehmende Querkontraktion des .Schlauches und damit ein zunehmender Klemmdruck, der am Austrittsende des Schlauches Null ist.

Claims (4)

1. Patentansprüche: 1. Klemmvorrichtung mit Aufhängehülse, insbesondere für faserverstärkte Kunststoffstäbe, wobei der der von der Klemmvorrichtung auf den Stab ausgehende spezifische Klemmdruck am Klemmenmaul näherungsweise Null ist und längs der Klemmstrecke -zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der Klemmkörper in mehrere Teilelemente (6) ,mit zugkraftabhängigem Klemmdruck unterteilt ist, von denen jedes mittels Zugfedern (8, 9,10) mit der Aufhängeöse (11) verbunden ist, wobei die Zugfedern. so eingestellt-sind, daß die einzelnen Teilelemente über in an sich bekannter Weise in der konischen Bohrung der Teilelemente angeordnete konische Klemmteile (4; 5) und in neuer Weise den Stab (1) umfassenden Druckschienen (2) einen unterschiedlichen Anteil der Gesamtzugkräfte in der Weise übernehmen, daß der Klemmdruck der einzelnen Teilelemente gegen das Ende des Stabes ansteigt.
2. 2. Klemmvorrichtung mit Aufhängeöse, insbesondere für faserverstärkte Kunststoffstube, bei der der von der Klemmvorrichtung auf den Stab ausgeübte spezifische Klemmdruck -am Klemmenmaul näherungsweise Null ist und längs der Klemmstrecke zunimmt, dadurch gekennzeichilet, daß ein oder mehrere gewundene Federstäbe (22) den Stab (21) in an sich bekannter Weise spiralförmig umfassen und in neuer Weise an einem gewundenen Ende ohne den Stab in einer Kompressionsklemme (23) befestigt sind.
3. 3. Klemmvorrichtung mit Aufhängeöse, insbesondere für faserverstärkte Kunststoffstäbe, bei der der von der Klemmvorrichtung auf den Stab ausgeübte spezifische Klemmdruck am Klemmenmaul näherungsweise Null ist und längs der Klemmstrecke zunimmt, dadurch gekennzeichnet, daß ein flexibler Schlauch den Stab (21.) umfaßt und am einen Ende ohne den Stab in einer Kompressionsklemme (23) befestigt ist.
4. 4. Klemmvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Federstäbe (22) einen von der Kompressionsklemme (23) zum Klemmenmaul hin abnehmenden Querschnitt aufweisen, wobei die Steigung der Windung der Federstäbe dem sich verändernden Durchmesser der Federstäbe so angepaßt ist; daß diese dicht beieinanderliegen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 5 280, 362 524; französische Patentschrift Nr. 1192 584; britische Patentschrift Nr. 816 926; USA.-Patentschrift Nr. 2 947 504.