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Einspannkopf, insbesondere für Prüfmaschinen Die Erfindung betrifft
einen Einspannkopf, insbesondere für das Festhalten von Probekörpern in Prüfmaschinen,
mit mindestens einem Paar einander gegenüberliegender Einspannbacken und einem zum
Halten der Einspannbacken dienenden Tragkörper.
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Bekannte Einspannköpfe für das Festhalten von Probekörpern in Prüfmaschinen
weisen eine Anzahl von Einspannbacken auf, die meist paarweise einander gegenüberliegen
und weiterhin ist ein Tragkörper vorhadden, der sowohl zur Führung der Einspannbacken
als auch zur Aufnahme sämtlicher am eingespannten Probekörper wirkenden Kräfte,
also insbesondere der längsgerichteten Kräfte und der vom Druck der Einspannbacken
auf den Probekörper herrührenden quergerichteten Kräfte dient.
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Der Tragkörper kann-in bekannter Weise nach zwei bevorzugten Bauarten
konzipiert sein. Bei der sogenannten geschlossenen.
Bauart erfolgt
der Kraftfluss der quergerichteten Kräfte auf dem kürzesten Wege, so dass das Ende
des einzuspannenden Körpers allseitig von Stirn- und Seitenwänden des -Tragkörpers
umschlossen ist. Diese Bauart bietet den Vorteil des. beringsten Bedarfes an Material,
Raum und Gewicht. Sie hat aber den Nachteils dass der einzuspannende Probekörper
in Längsrichtung in den Einspannkopf eingeführt werden muss. Da der Probekörper-meistens
an beiden Enden eingespannt wird, muss also für das Ein- und-Ausspannen des Probekörpers
eine zeitraubende Längsbewegung mindestens einer der Einspannköpfe erfolgen..
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Bei der sogenannten offenen Bauart ist der zwischen den Einspannbacken
befindliche Spalt frei, was ein Einführen des Probekörpers in Querrichtung, also
ohne Längsverschiebung zumindest einer der Einspannköpfe, erlaubt. Infolge der quergerichteten
Kräfte wird in diesem Fall der Tragkörper auf Biegung beansprucht.
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Bei dieser Bauart steht dem Vorteil einer einfachen und-raschen Bedienung
der Nachteil einer sperrigen, schweren und teueren Ausführung gegenüber. Ausserdem
ist es bei der offenen Bauart nur mit sehr grossem Aufwand möglich, dafür zu--sorgen,-dass
die am Probekörper anliegenden Arbeitsflächen der Einspannbacken., auch bei grossen
quergerichteten Kräften gleichmässig am Probekörper anliegen und nicht verkantet
werden, da eine ungleichmässige Verteilung der quergerichteten Kräfte auf den Probekörper
zu unerwünschten Effekten führen kann, etwa zu Brüchen in der Einspannstelle. Schliesslieh
hat die grössere Deformation des offenen Einspannkopfes bei keilförmigen Klemmbacken,
deren quergerichtete Kräfte durch Keilwirkung als Kraftkomponente der längsgerichteten
Zugkraft am Probekörper entstehen, zur Folge, dass die Prüfmaschine zur Erzeugung
einer bestimmten Zugkraft am.
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Probekörper so eingerichtet werden muss, dass die beiden Einspannköpfe
um verhältnismässig grosse Wege zueinander bewegbar sein müssen. Dies führt zu einem
ungünstigen Verhalten der Prüfmaschine im Grenzgebiet zwischen elastischer und plastischer
Deformation
des Probekörpers, weil dort die in der Prüfmaschine
gespeicherte elastisch Energie teilweise frei werden kann und damit die Bteuerungamöglichkeit
der Prüfmaschine verschlechtert.
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Es sind verschiedene Versuche dzur Vereinigung der Vorteile beider
Bauarten unternommen worden: Beispielsweise gibt es halboffene Einspannköpfe, bei
denen der Spalt zwischen den Einspannbacken lediglich einseitig zugänglich gemacht
worden ist.
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Bei dieser Bauart liegt die quergerichtete Trägheitsachse des Tragkörpars
stark ausserhalb der Kraftflusslinien der quergerichtoten Kräfte. Dadurch entsteht
eine in diagonaler Richtung ungleichmässige Verteilung der quergerichteten Kräfte
zwischen den Einspannbacken und dem Probekörper. Die Nachteile der offenen Bauart
sind damit also nur zu einem kleinen Teilbehoben. Bei einer anderen Bauart wird
der Tragkörper zwar im Sinne eines offenen Einspannkopfes geformt, doch werden abnehmbare
Verriegelungaglieder für die Uebertragung der quergerichteten Kräfte verwendet.
Hier sind die Nachteile der geschlossenen Bauart nur zu einem kleinen Teil behoben,
da die Betätigung der Verriegelungsglieder den Zeitgewinn beim Einführen des Probekörpers
weitgehend wieder aufhebt.
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Die Erfindung bezweckt eine Vereinigung der Vorteile der offenen
und der geschlossenen Bauart der Einspannkopfe, ohne deren Nachteile in Kauf nehmen
zu müssen. Der erfindungsgemässe Einspannkopf ist gekennzeichnet durch einen seitlich
offenen Tragköfper, der in Querrichtung im Bereich der Einspannbacken von einem
Rahmen umgeben ist, welcher Rahmen zur Tragkörperlängsachse geneigt ist, um einen
Teil der H5he derEinapannbacken von einer Seite aus für einen Einapannkörper zugänglich
zu machen.
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Ein solcher Einspannkopf kann nur unweserftlich schwerer und sparriger
als der offene Einspannkopf ausgebildet werden, und der Kraftfluss erfolgt über
einen nur wenig längeren Weg.
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Der neuartige Einspannkopf besitzt aber auch die gleish@@ Verteile
wie die bekannten geschlessenen Einspannköpfe, nänlith die gleichmässige und geringe
Deformation und das gegenüber don bekannten offenen Einspannköpfen viel kleinere
Gewich@. @@@ichzeitig ist der Verteil der bekzannten offenen Einspannköpfe @benfalls
gewahrt, da die Einführung eines frobek@rper@ so@tlich erfolgen kann, se dass keine
Längsbewegung der Einsp@nnköpfe zueinander arforderlich ist.
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Aus konstruktiven Gründen wird der Eahmen im allgemeinen nicht aus
einem Stück mit dem Tragkörper angefertigt worden. Es ist aber auch möglich, den
Eahmen @u@@@@@on mit dem Tragkörper aus einem Stück aus@ubilden. Dies @@nn ver allen
bei einer Ausführung in Gussbanart zweckmässig sein.
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Nermale@@@@@e wird die Führung der Einapannbacken, in@@ besondern
wenn diese als Keilbschen au@geführt sind, durch entsprechende Formgebung des Tragkörp@r@
b@warbstelligt werdon. @@ kann aber auch vorteilhaft sein, die Einspannba@k@@ @ittele,
des Rahmens zu führen, vorzug@wei@@ w@@@ @@ sich un eine @@@chinello beispielsweise
hydraulische Detätigung der Einspannbach@n handelt, deren @rgane teilw@@@e im l@@@rn
den Rah@ans untergebrcht werden hö@@@@.
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In or Zeichnung sind zwei Ausführung@beispiele des Erfindungsgegenstandes
dargestellt. Es seigen : Fig. 1 @in@@ @nspannkopf mit Probekörper, in Ansicht von
der Einsetsseite des Srobekörpers her geschen, Fig. 2 eine Seitenansicht des Einspannkopfes
nach Fig. 1, Fig. 3 eine zweite Ausführungsform des Einspannkopfes, in der gleichen
Ansicht wie Fig. 1, und
Fig. 4 eine Seitenansicht des Einspannkopfes
nach Fig. 3.
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Der Einspannkopf nach den Fig0 1 und 2 weist ein Paar einander gegenüberliegender
Einspannbacken 1 und einen zum Halten dieser Backen dienenden Tragkörper 2 auf.
Die Backen 1 dienen zum Festklemmen eines Probekörpers 3. Der Tragkörper 2 ist seitlich
offen, das heisst, dass er z,B. zwei einander gegenUberliegende Stützarme 4 aufweist,
oder das ein Ring 4 auf der Vorderseite einen'Spalt zum seitlichen Einführen des
Probekörpers 3 von der Vorderseite aufweist. Auf jeden Fall ist der Teil 4 nicht
über den ganzen Umfang geschlossen. Dieser seitlich offene Tragkörper 2 ist in Querrichtung5
im Bereich der Einspannbacken 1 von einem Rahmen 5 umgeben. Letzterer ist als Platte
ausgebildet, die eine Durchbrechung mit der Kontur 6 aufweist. Der plattenförmige
Rahmen 5 ist zur Tragkörperlängsachse 7 geneigt. Bei vertikaler Lage dieser Längsachse
7 erfolgt die Neigung des Rahmens 5 von vorne oben nach hinten unten. Die gegenseitigen
Abstützflächen zwischen dem Tragkörper 2 und dem Rahmen 5 liegen somit an der Vorderseite
höher als auf der Rückseite des Einspannkopfes (Fig. 1). Da sich im Bereich dieser
höherliegenden gegenseitigen Abstützfläohen von Tragkörper und Rahmen auch die seitliehe
Oeffnung des Tragskörpers 2 befindet, kann der Probekörper 3 von vorn leicht in
den Einspannkopf eingesetzt werden.
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Ausdem Verlauf der Konturen 6 der Durchbrechung des Rahmens 5 nach
Fig. 2 ersieht man, dass die gegenseitigen Aba'tützf'lächen zwischen dem Tragkörper
2 und dem Rahmen 5 sich mindestens annähern über die gesamte Höhe der Einspannbacken
1 erFtrecken.
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Beim Beispiel nach den Fig. 1 und 2 sind die Einspannbacken 1 vom
Teil 4 des Tragkörpers 2 geführt, da der Teil 4 selbst die keilförmigen Klemmflächen
Für die Spannbacken 1 aufweist. Beim Beispiel nach den Fig. 1 und 2 stellt der Rahmen
5 einen vom Tragkörpar 2 gesonderten Bauteil der, der am Tragkörper 2 durch Verkanten
8einer mit den Konturen 6 versehenen Durchbrechung frei am Tragkörper 2 gehalten
ist.
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Beim Beispiel nach den Fig. 3 und 4 besteht ein Tragkörper 8 und
ein Rahmen 9 aus einem einzigen Stück. Dies kann mit Vorteil ein einziges Gusstück
sein. Der Tragkörper 8 weist eine U-Form auf, wobei die Schenkel 10 und 11 mit ihren
Enden in den Rahmen 9 übergehen. Letzterer weist die Stege 12 - 15 auf In den seitlichen
Stegen 14 und 15 befinden sich z.B. die hydraulisch betätigbaren Stellmotore, deren
axial verschiebbare Kolben 16 an den zwei einander gegenüberliegenden Einspannbacken
17 angreifen.
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Letztere werden somit vom Rahmen geführt. Der Kraftfluss der quergerichteten
Kräfte erfolgt dabei über die Kolben 16, ihre Zylinder, Rahmen 9 und Tragkörper
8. Da beim Tragkörper 8 der Schenkel 11 kürzer als der Schenkel 10 ist, liegt eine
durchdie Hauptgrundfläche, des Rahmens 9 gelegte Ebene zur Tragkörperlängsachse
7 geneigt. Bei vertikaler Tage eines Einspannkörpers 3 ist die Darstellung nach
Fig. 3 von der Vorderseite des Einspannkopfes gesehen, so dass der Prüfkörper 3
leicht in den Einspannkopf eingesetzt werden kann.