DE19522247A1 - Probe und Probenspannvorrichtung zum Einsatz in Zugprüfmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft im wesentlichen eine Probe zum Einsatz in Maschinen zur Prüfung der Belastbarkeit von Verbindungen, mit zwei aus den zu prüfenden Materialien gefertigten, je eine Bodenfläche und Seitenwände aufweisenden Probenhälften, wobei jede Probenhälfte aus einem flächigen Materialzuschnitt besteht und die Seitenwände der Probenhälfte von von der Bodenfläche abgewinkelten Abschnitten des flächigen Materialzuschnitts gebildet werden und die Probenhälften über ihre Bodenflächen mit den von den abgewinkelten Seitenwänden abweisenden Bodenaußenflächen zueinanderweisend durch ein zu prüfendes Verbindungsmittel miteinander verbunden sind, sowie ein Verfahren zur kostengünstigen und einfachen Herstellung dieser Proben und eine Vorrichtung zur Zentrierung der Probenhälften bei der Herstellung der Proben. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Einspannen und Halten von Proben, insbesondere der genannten Proben, in Prüfmaschinen, bestehend aus zwei auf die jeweilige Probenart einstellbaren Schnellspannfuttern zum Einspannen der Proben, daran angeordneten Anschlußsegmenten sowie daran befestigten, die Verbindung zwischen den Anschlußsegmenten und der Prüfmaschine bildenden Anschlußadaptern. Darüberhinaus hat die Erfindung ein neues Verfahren zum Erfassen und Überwachen der Verformung einer Probe und/oder des Probenverbindungsmittels in Prüfmaschinen zum Inhalt.

Proben der eingangs genannten Art sind bereits in der DE 1 95 103 66.1 enthalten. Hierbei handelt es sich um pyramiden- und kegelstumpfförmige Probenhälften, die über ihre Bodenfläche miteinander mit dem zu prüfenden Verbindungsmittel verbunden sind. Diese Proben dienen als Einelemente-Proben, mit denen in einer ebenfalls in dieser Schrift vorgeschlagenen Prüfmaschine der eingangs genannten Art verschiedene Belastungszustände, wie Kopf-, Scher- und Schälzug gleichzeitig auf das Verbindungsmittel ausgeübt werden können. Hierbei sind verschiedene Belastungsarten, wie z. B. statische Beanspruchung, Zug-, Schwing- oder Stoßbelastungen, möglich.

Bei dem Verbindungsmittel handelt es sich hier um überwiegend punktförmige Schweißverbindungen in der Mitte der Probenbodenfläche oder auch über mechanische Verbindungen, wie z. B. Durchsetzfügeelemente oder Nietelemente.

Für eine Prüfung von Verklebungen werden bisher im allgemeinen nach der Norm DIN 53281 vorgegebene Proben verwendet. Dabei handelt es sich um zwei einfache rechteckige, längserstreckende Blechstücke, welche teilweise überlappen und flächig mit dem zu prüfenden Verbindungsmittel miteinander verbunden sind. Als sogenannte "Scherzugprobe" werden diese Bleche jeweils einendig übereinandergelegt und dort miteinander verbunden. Sie werden dann in der Prüfmaschine senkrecht zu ihrer Verbindungsstelle, d. h. parallel zur Erstreckungsebene der Bleche, wieder auseinandergezogen. Bei der "Kopfzugprobe" werden die Bleche kreuzweise übereinander gelegt, in der Mitte miteinander verbunden und anschließend in der Prüfmaschine parallel zur Verbindungsstelle, d. h. senkrecht zur Erstreckungsebene der Bleche, auseinandergezogen. Daneben ist noch die sogenannte "Schälzugprobe" bekannt, bei der die Enden der Bleche abgekantet und die abgekanteten Enden flächig voreinander gelegt und miteinander verbunden werden. In der Prüfmaschine wird die Probe parallel zu ihrer Längserstreckung senkrecht zu den zusammengefügten, abgekanteten Flächen auseinandergezogen.

Darüberhinaus werden als Prüfkörper auch zwei stumpf voreinandergesetzte, stirnseitig miteinander verklebte Rohre eingesetzt, die dann in der Prüfmaschine auseinandergezogen oder gegeneinander tordiert werden. Hierdurch können einachsige und auch zweiachsige Spannungszustände untersucht werden. Darüber hinaus gibt es Prüfkörper aus zwei stirnseitig miteinander verklebten Wellen. Diese sind jedoch nur für reine Zugbeanspruchungen einsetzbar. Zusätzlich werden außerdem bauteilähnliche Prüfkörper, wie z. B. die Hutprofil-, die Doppelhutprofil- und die H-Probe eingesetzt, um die realen Beanspruchungsverhältnisse, die an einem Verbindungselement innerhalb einer Blechstruktur od. dgl. auftreten, nachzubilden. Dies ist mit den einfach überlappenden Proben nicht möglich, da sich hiermit nur die ausgewählten Belastungszustände, nämlich Kopf-, Scher- und Schälzug, einzeln prüfen lassen und zum anderen die Steifigkeit der einfach überlappenden Proben nicht der von Bauteilen entspricht. Direkte Konstruktionskennwerte für die Dimensionierung und Berechnung von gefügten Bauteilen sind mit derartigen Probenformen nicht ermittelbar.

Es besteht somit das Problem, daß zwar mit den einfachen Proben schnell Ergebnisse ermittelt werden können, daß diese aber nicht für die Auslegung der Verbindungselemente benutzt werden können. Dagegen ist mit den Ergebnissen, die mit den bauteilähnlichen Proben ermittelt werden, zwar eine gewisse Bewertung des bauteilähnlichen Verhaltens möglich, jedoch ist die Prüfung der Proben aufwendig, teuer und zeit intensiv und direkt für die konstruktive Auslegung der Fügeelemente nutzbare Kennwerte lassen sich auch mit diesen Prüfkörpern nicht gewinnen.

Die aus der DE 1 95 103 66.1 bekannten Proben können zwar auch dazu verwendet werden, um Klebeverbindungen zu testen, jedoch ist bei der Verwendung von Klebestoff, Laminaten oder dgl. als Verbindungsmittel eine erheblich höhere Anzahl von Testreihen erforderlich, da die Klebung auch von Temperatur, Feuchtigkeit und vielen anderen Parametern abhängt. So finden üblicherweise Prüfungen unter Variation der Temperatur zwischen -80°C und +250°C statt. Darüber hinaus müssen Verklebungen auch unter dem Einfluß von verschiedenen Medien, wie z. B. Salzwasser, geprüft werden. Es ist daher sinnvoll, hierfür Proben zu entwickeln, die noch einfacher und kostengünstiger herzustellen sind und trotzdem die bekannten Vorteile der Proben in der DE 1 95 103 66.1 beibehalten.

Eine Vereinfachung und Kostenverringerung bei der Probenherstellung ist auch insofern sinnvoll, als daß mit diesen Proben sehr viele verschiedene Testreihen mit den verschiedensten Werkstoffen und auch Kombinationen von Verbindungen, wie Klebung plus Durchsetzfügeverbindungen etc., durchgeführt werden sollen und die einzelnen Daten dann für Festigkeitsanalysen von ganzen Baugruppen nach der Finiten- Elemente-Methode durchgeführt werden sollen.

Eine kostengünstige und einfach herzustellende Probe eignet sich auch besser zum ständigen Gebrauch in der industriellen Anwendung, z. B. zu Zwecken der laufenden Qualitätskontrolle unter fertigungstechnischen und konstruktiven Gesichtspunkten, wie sie inzwischen immer mehr von vielen Herstellern von Verbindungsmitteln oder auch von Rohstoff-Lieferanten verlangt werden.

Für die neue Probenform muß weiterhin eine wie in der DE 1 95 103 66.1 genannte Probenspannvorrichtung entsprechend geschaffen werden, um auch für die neuartigen Proben eine schnelle und sichere Halterung in der Zugprüfmaschine zu gewährleisten.

Des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein weiteres neues Verfahren zum Überwachen der Verformung einer Probe bzw. des Verbindungsmittels in Zugprüfmaschinen zu schaffen, welches aus wenigen Mitteln aufgebaut werden kann, schnell und genau arbeitet und in der Lage ist, automatisch die einzelnen Belastungstests detailliert zu erfassen und zu dokumentieren.

Der erste Teil der Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jede Probenhälfte zwei sich gegenüberliegende Halteseitenwände aufweist, welche form- und/oder kraftschlüssig in einer Aufnahmevorrichtung einer Prüfmaschine befestigbar sind.

Eine erhöhte Stabilität kann, wenn nötig, dadurch erreicht werden, daß die Probenhälften zusätzlich zwei sich gegenüberliegende, von von der Bodenfläche abgewinkelten Abschnitten des Materialzuschnitts gebildete Stabilisierungswände aufweisen. Diese können z. B. erheblich kürzer als die Halteseitenwände sein.

Die Probenhälften können flächig über mindestens eine Klebstoffschicht oder über mindestens eine punktweise mechanische Füge- oder Nietverbindung oder eine Schweißverbindung miteinander im überlappenden Bereich verbunden sein. Es sind auch die unterschiedlichsten Kombinationen der verschiedenen Verbindungsarten möglich. Weiterhin können zwischen den Bodenflächen der Probenhälften und/oder an mindestens einer Probenhälfte zwischen den Halteseitenwänden weitere aus den zu prüfenden Materialien gefertigte Probenteile angeordnet sein, welche ebenfalls durch ein zu prüfendes Verbindungsmittel mit mindestens einer Probenhälfte verbunden sind. Dies können z. B. Elemente aus Gummi, Kunststoff oder Bleche sein. Je nach Lage der zusätzlichen Probenteile zwischen den Probenhälften oder innerhalb einer Probenhälfte entstehen unterschiedliche Dreiteilverbindungen, bei denen die Belastung entweder an zwei direkt aneinanderliegenden Teilen oder an den jeweils äußeren Teilen anliegt.

Die genannten Proben können besonders günstig nach einem der in den Ansprüchen 11 bis 14 genannten Verfahren hergestellt werden. Hierzu werden aus einem flächigen Materialstück zur Bildung eines Mehrfachprobenzuschnitts mehrere flächige, an Stegen und/oder in flächigen Bereichen aneinanderhängende Materialzuschnitte ausgestanzt und/oder ausgeschnitten. Es werden dann zwei Mehrfachprobenzuschnitte mit ihren die Bodenflächen der Probenhälften bildenden Bereichen überdeckend, ggf. nach Aufbringen von erforderlichen Klebstoffschichten, auf die Bodenflächenbereiche übereinandergelegt und mittels dem zu prüfenden Verbindungsmittel miteinander verbunden, und die Halteseitenwände vor oder nach dem Übereinanderlegen und Verbinden der Probenhälften von der Verbindungsfläche weg abgewinkelt. Anschließend werden durch Abtrennen der Stege und/oder Durchtrennen der flächigen Bereiche die einzelnen Proben voneinander gelöst und ggf. die Stabilisierungswände jeder Probenhälfte von der jeweils anderen Probenhälfte weg abgewinkelt.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn zuerst die Halteseitenwände abgewinkelt werden und dann die Mehrfachprobenzuschnitte in einer Zentriereinrichtung, mit den Bodenflächen übereinanderliegend, ggf. nach Auftrag der Klebstoffschichten, miteinander verbunden werden. Hierdurch wird verhindert, daß nach dem Zusammenfügen der Proben beim Abwinkeln der Halteseitenwände Verspannungen in die Probe induziert werden.

Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn zur Begrenzung der Klebefläche Bereiche der Bodenfläche und/oder der die Probenhälften eines Mehrfachprobenzuschnitts verbindenden Bereiche vor dem Auftragen der Klebstoffschichten abgedeckt werden. Auf diese Weise kann die Größe der Klebefläche variiert werden. Sie liegt üblicherweise zwischen 1 mm² bis 10 cm².

Um beim Zusammenfügen der Probenhälften mittels Klebstoff eine gleichmäßige Klebstoffschicht zwischen den Proben zu erzeugen, ist es vorteilhaft, wenn zwischen die Mehrfachprobenzuschnitte vor dem Zusammenpressen in den Stegbereichen zwischen den zusammenhängenden Probenhälften eines Mehrfachprobenzuschnitts, Distanzhalter, wie z. B. Drähte oder dgl., eingelegt werden.

Anspruch 15 beschreibt eine vorteilhafte Vorrichtung zum Zentrieren der Mehrfachprobenzuschnitte und/oder von einzelnen Probenhälften nach einem der vorgeschlagenen Verfahren, wobei an einem Rahmen zwei Zentrierbacken zur Aufnahme der Mehrfachprobenzuschnitte und/oder der Probenhälften aufeinanderzu verschiebbar angeordnet sind. Zum Zusammenfügen der Proben bzw. Mehrfachprobenzuschnitte werden diese jeweils nach Auftragen der Klebestoffschicht über die Zentrierbacken gelegt. Es werden dann die Distanzhalter in die Stegbereiche auf den unteren der beiden Mehrfachprobenzuschnitte gelegt und dann die Zentrierbacken aufeinanderzu geschoben und zusammengedrückt. Anschließend können die zusammenhängenden Proben aus der Zentriervorrichtung entnommen und voneinander getrennt werden.

Ggf. ist es auch sinnvoll, zuerst die Distanzhalter auf einen der Mehrfachprobenzuschnitte aufzulegen und dann die Klebstoffschicht aufzubringen, so daß die Distanzhalter in die Klebstoffschicht eingebettet sind. Ebenso ist es auch möglich, Füllstoffe (z. B. kleine Kugeln) mit dem Klebstoff zu vermischen, um die Distanz zu gewährleisten.

Selbstverständlich ist es auch möglich, die Distanz über Anschläge an den Backen der Zentriervorrichtung oder dgl. einzustellen.

Diese Art der Herstellung ermöglicht es, beschichtete bzw. oberflächenveredelte Bleche zu verkleben und den Verbund sehr elegant unter den o.g. Beanspruchungen zu prüfen. Dabei können die Klebeschichtdicken in weiten Bereichen von 0,01 bis 10 mm variiert werden.

Eine Alternative, sehr günstig herzustellende und besonders stabile Probenform zur Ermittelung von reinen Klebstoffwerten mit unbeschichteten Oberflächen wird in Anspruch 4 vorgeschlagen; hierbei besteht jede Probenhälfte aus einem massiven Materialblock, in welchem die Bodenfläche und mindestens zwei sich gegenüberliegende, an die Bodenfläche grenzende form- und/oder kraft schlüssig in einer Aufnahmevorrichtung in einer Prüfmaschine befestigbare Halteseitenflächen angeformt. Diese Probenform eignet sich vor allem dann, wenn es sich um reine Klebeverbindungen handelt.

Am einfachsten und kostengünstigsten ist es, wenn die Seitenflächen rechtwinklig an die Bodenflächen angrenzen.

Für eine schnelle zentrische Halterung der Proben in der Zuprüfmaschine ist es von Vorteil, wenn die Bodenfläche der verschiedenen Probentypen jeweils quadratisch ist. Selbstverständlich können aber auch andere Fügemittel- bzw. Probenbodengeometrien geprüft werden.

Die Halteseitenwände- oder Flächen weisen günstigerweise Löcher, Aussparungen, Ausformungen und/oder Einbuchtungen zur formschlüssigen Aufnahme der Probe in einer Aufnahmevorrichtung einer Prüfmaschine auf. Hierüber ist eine besonders einfache, sichere Halterung möglich. So können z. B. die Halteseitenwände oder Flächen Löcher aufweisen, durch welche die Probe mit der Aufnahmevorrichtung verstiftet bzw. verschraubt wird.

Die Aufgabe, eine entsprechende Vorrichtung zum sicheren und schnellen Einspannen und Halten von Proben der genannten Art zu schaffen, wird dadurch gelöst, daß die eingangs genannte Vorrichtung ein Schnellspannfutter aufweist, welches mindestens zwei sich gegenüberliegende, gegen die Halteseitenflächen der Probenhälfte drückende, oder die Halteseitenwände der Probenhälfte gegen eine im Zentrum des Futters angeordnete, die Probe zentrierende Matrize klemmende Backen aufweist. Die Unteransprüche 12 bis 25 enthalten besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen sowie verschiedene Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Die Aufgabe, ein neues Überwachungsverfahren zur einfachen, kostengünstigen, schnellen und sicheren Kontrolle und Dokumentation der Belastungsprüfungen der Proben zu schaffen, wird dadurch gelöst, daß während der Belastungsprüfung die Lage von auf der Probe, dem Verbindungsmittel, Teilen der Prüfmaschine und/oder Teilen einer Spannvorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 16 bis 31, angebrachten Markierungen, und/oder darauf bereits vorhandenen, natürlichen markanten Punkten aufgezeichnet und überwacht wird. Bei den Markierungen kann es sich z. B. um Farbmarkierungen, eingeritzte Markierungen, angebrachte Fühler oder dgl. handeln; bei den natürlichen markanten Punkten kann es sich um Ecken, Kanten, stehengelassene Stege vom Abt rennen der Proben oder dgl., handeln. Je nach Art der Markierung kann die Aufzeichnung und Überwachung optisch, mechanisch, induktiv oder dgl. geschehen.

Bei Verwendung eines optischen Verfahrens können die Markierungen auch auf die Probe projiziert werden. Je nach Verformung der Probe bzw. des Verbindungsmittels werden die projizierten Markierungen dann unterschiedlich von der Probe bzw. dem Verbindungsmittel reflektiert.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Probe in der Prüfmaschine mit den Markierungen über eine Kamera aufgenommen wird, und die aufgenommenen Bilder digitalisiert an einen Rechner zur Bildverarbeitung weitergegeben werden. Um in einem evtl. beengten Raum um die Prüfmaschine eine optimale Einblicksposition zur Aufnahme der Bilder zu haben, oder auch um evtl. über einen Kanal in das Matrizeninnere des Schnellspannfutters zu gelangen und die Innenseiten des Probenbodens beim Versuch zu beobachten, ist es vorteilhaft, einen Lichtleiter, wie z. B. einen Glasfaserstrang zur Aufnahme der Bilder und Weiterleitung bis zur Kamera zu verwenden.

In dem erfindungsgemäßen Verfahren werden vorzugsweise aus den Lageänderungen der Markierungen, insbesondere der relativen Lage zueinander, bei der Belastungsprüfung Kennwerte, wie z. B. die Zugfestigkeit, die Schubfestigkeit, die Scherfestigkeit, das E-Modul, das Schubmodul oder die Bruchgleitung, ermittelt. Diese Kennwerte werden in Datenbanken abgespeichert und/oder mit bereits in einer Datenbank vorhandenen Kennwerten verglichen.

Vorzugsweise wird die Auswertung der Lageänderungen der Markierungen, sowie die Ermittelung der Kennwerte, online in einer in der Prüfvorrichtung integrierten Kontrolleinrichtung durchgeführt und die ermittelten Daten dann über eine Schnittstelle an weitere Rechner, an ein Speichermedium und/oder Ausgabeeinrichtungen weitergegeben. Bei dieser Kontrolleinrichtung kann es sich um einen kleinen Rechner, z. B. einen Einplatinenrechner, handeln, welcher selbständig mit einem entsprechenden Programm die Veränderungen der Markierungen auswertet.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, auf sehr schnelle und einfache Weise jeden einzelnen Belastungstest bis ins Detail zu dokumentieren.

Verschiedene Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Probe, des Herstellungsverfahrens, der Zentriervorrichtung, der Probenspannvorrichtung und des Überwachungsverfahrens werden im folgenden unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es stellen dar:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Mehrfachprobenzuschnitt nach einer ersten Ausführungsform,

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Mehrfachprobenzuschnitt nach einer zweiten Ausführungsform,

Fig. 2a eine Draufsicht auf einen Mehrfachprobenzuschnitt mit durchgehenden Bereichen zwischen den Bodenflächenbereichen,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht einer fertigen Probe nach dem ersten Ausführungsbeispiel in Fig. 1, mit einer Klebeschicht als Verbindung,

Fig. 3a eine Ansicht einer fertigen Probe nach dem ersten Ausführungsbeispiel mit einem zusätzlichen Probenteil zwischen den Probenhälften (3-Blech- Klebeverbindung mit Belastung der äußeren Bleche),

Fig. 3b eine Ansicht einer fertigen Probe nach dem ersten Ausführungsbeispiel mit einem zusätzlichen Probenteil innerhalb einer Probenhälfte (3-Blech- Klebe-Nut-Verbindung mit Belastung eines äußeren und des mittleren Blechs),

Fig. 3c eine Seitenansicht einer Vorrichtung zum Zentrieren von Mehrfachprobenzuschnitten während des Zusammenfügens,

Fig. 3d eine Frontansicht der Vorrichtung nach Fig. 3c zum Zentrieren von Mehrfachprobenzuschnitten während des Zusammenfügens.

Fig. 4 schematische Darstellung einer Probe nach einer dritten Ausführungsform als Blockprobe mit einer Verklebung als Verbindungsmittel (die Probenaufnahme, Schnellspannfutter) ist ebenfalls nur schematisch dargestellt,

Fig. 5 eine Seitenansicht der gesamten Spannvorrichtung mit einer eingespannten Probe mit schräg abgewinkelten Halteseitenwänden in Kopfzugrichtung (die strichpunktierte Darstellung zeigt die relative Lage von Anschlußadaptern und Anschlußsegmenten mit Futtern und Proben in der Scherzugeinspannung), wobei die Schnellspannfutter jeweils halbseitig als Schnitte durch unterschiedliche Schnittebenen dargestellt sind,

Fig. 6 eine vergrößerte Darstellung der beiden Schnellspannfutter mit eingespannter Probe nach der Ausführung von Fig. 1 bis 3 (hier mit quadratischen Bodenflächen) als Schnittzeichnung durch halbseitig jeweils unterschiedliche Schnittebenen,

Fig. 7 einen Schnitt durch zwei sich gegenüberliegende Backen zur Einspannung einer Probe, nach der Ausführung von Fig. 1 bis 3 (hier mit quadratischen Bodenflächen),

Fig. 8 eine Draufsicht auf einen Backensatz zum Einspannen einer Probe, nach der Ausführung von Fig. 1 bis 3 (hier mit quadratischen Bodenflächen),

Fig. 9 eine Draufsicht auf den Futtergrundkörper,

Fig. 10 einen Schnitt durch den Futtergrundkörper,

Fig. 11 eine Draufsicht auf den Spannring zum Spannen der Proben,

Fig. 12 einen Schnitt durch eine auf eine Basisplatte montierte Matrize zur Aufnahme von Proben mit schräg abgewinkelten Halteseitenwänden mit darin enthaltener Positioniereinrichtung zum Positionieren der Probe,

Fig. 13 eine Schnittzeichnung durch die Schnellspannplatten entlang der Mittelpunkte der beiden Führungsbolzen und des Spannbolzens,

Fig. 14 eine Schnittzeichnung durch einen Anschlußadapter mit montiertem Anschlußsegment.

In einer ersten Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße Probe (Pa) aus zwei aus den zu prüfenden Materialen gefertigten Probenhälften (1a). Diese weisen je eine Bodenfläche (2) und zwei sich gegenüberliegende Halteseitenwände (3a) auf. Jede Probenhälfte (1a) besteht aus einem flächigen Materialzuschnitt (5a), und die Halteseitenwände (3a) sind von von der Bodenfläche abgewinkelten Abschnitten (7a) des flächigen Materialzuschnitts (5a) gebildet, wobei die abgewinkelten Halteseitenwände (3a) jeweils von der anderen Probehälfte (1a) weg weisen.

In einer zweiten Ausführungsform weisen die Probenhälften (1b) zwei sich gegenüberliegende, von von der Bodenfläche (2) abgewinkelten Abschnitten (7b) des Materialzuschnitts (5b) gebildete kürzere Stabilisierungswände (3b) auf. Auch diese Wände sind rechtwinklig zur Bodenfläche abgewinkelt.

Die Bodenfläche (2) kann prinzipiell jede beliebige Form aufweisen, ist aber vorteilhafterweise rechteckig, vorzugsweise quadratisch.

In den Halteseitenwänden (3a) befinden sich Löcher (6a), durch welche die Probe (Pa, Pb) mit der Aufnahmevorrichtung (10a) verstiftet oder verschraubt werden kann.

Eine dritte Ausführungsform der Probe (Pc) wird in Fig. 4 schematisch dargestellt. Hierbei besteht jede Probenhälfte (1c) aus einem massiven Materialblock (5c), an welchem die Bodenfläche (2c) und mindestens zwei sich gegenüberliegende, an die Bodenflächen (2c) grenzende form- und/oder kraftschlüssig in eine Aufnahmevorrichtung (10c) einer Prüfmaschine befestigbare Halteseitenflächen (3c) angeformt sind. Auch hierbei ist es am einfachsten, wenn die Seitenflächen (3c) rechtwinklig an die Bodenfläche (2c) angrenzen.

Ebenso wie die Proben (Pa, Pb) der ersten beiden Ausführungsformen kann auch diese Probe (Pc) in den Halteseitenflächen (3c) Löcher (6a) aufweisen, durch welche die Proben (Pc) mit der Aufnahmevorrichtung (10c) verstiftet wird.

In den in den Figuren gezeigten Fällen sind die Probenhälften (1a, 1b, 1c) vollflächig über mindestens eine Klebestoffschicht (V) verbunden. Prinzipiell sind diese Proben aber auch zum Prüfen jeder beliebigen anderen Verbindungsart einsetzbar, so z. B. auch zum Prüfen von Laminat-Verklebungen mit mehreren Klebstoffschichten (Klebschichtdicken: ca. 0,01 bis 10 mm), punktförmigen Schweißverbindungen, von mechanischen Füge- oder Nietverbindungen oder auch von beliebigen Kombinationen solcher Verbindungsmittel.

Zwischen den Bodenflächen (2, 2c) der Probenhälften (1) können außerdem noch weitere aus den zu prüfenden Materialien gefertigte Probenteile (1d, 1e) angeordnet sein. Dies kann z. B. ein weiteres Blechteil (1d) sein, welches zwischen den Probenhälften (1a) beidseitig über Klebstoffe mit den Probenhälften (1a) verbunden ist. So entsteht eine 3-Blech- Klebeverbindung, mit der eine Belastung der jeweils äußeren Bleche prüfbar ist (Fig. 3a). Eine weitere Möglichkeit besteht darin, z. B. ein Blech (1e) innerhalb einer Probenhälfte (1a) zwischen den Halteseitenwänden (3a) an der Bodenfläche (2) zu befestigen (Fig. 3 b). Bei dieser 3-Blech-Verbindung wird dann die Belastung zwischen einem Außenblech und dem mittleren Blech geprüft. Weiterhin ist es denkbar, bei einer 3-Blech- Verbindung mit zwei außenliegenden Probenhälften (1a) das mittlere Blech (1d) durch eine weitere Vorrichtung während des Prüfvorgangs zu belasten, z. B. seitlich zwischen den Probenhälften (1a) herauszuziehen.

Selbstverständlich sind auch hier die verschiedensten Verbindungsarten bzw. Kombinationen von Verbindungsarten, sowie die Verwendung von unterschiedlichsten Materialien für die Probenteile (1d, 1e), z. B. Gummi, Kunststoff oder dgl., möglich. Ebenso ist es selbstverständlich auch möglich, Proben mit mehr als drei Teilen, z. B. 4-Blech- oder 5-Blech-Proben, herzustellen und zu testen.

Die erfindungsgemäßen Proben (Pa, Pb) nach den ersten beiden Ausführungsbeispielen sind auf folgende Weise besonders günstig herzustellen. Hierbei wird beispielhaft die Verwendung von Klebstoff als Verbindungsmittel angenommen.

Zunächst wird auf einem flächigen Materialstück ein Mehrfachprobenzuschnitt (Ma, Mb) mit mehreren flächigen Materialzuschnitten (5a, 5b), welche an Stegen (4a) und/oder in flächigen Bereichen (4b), vorzugsweise zwischen den Bodenflächen (2), aneinanderhängen, ausgestanzt bzw. ausgeschnitten. Daß die einzelnen Materialzuschnitte (5a, 5b) zwischen ihren Bodenflächen noch von flächigen Bereichen zusammengehalten werden, hat beim Verkleben den Vorteil, daß beim Auftragen des Klebers ein mögliches Hochbiegen der Randbereiche der Bodenflächen (2) vermieden wird.

Anschließend werden die Haltewände (3a) jeder Probenhälfte nach oben hin abgewinkelt. Dann erfolgt das Auftragen der Klebstoffschicht, entweder auf die von den Haltewänden (3a) wegweisende Bodenfläche (2) eines der Mehrfachprobenzuschnitte (Ma, Mb), oder auf die Bodenfläche (2) beider Mehrfachprobenzuschnitte (Ma, Mb). Die Bodenflächenbereiche, welche nicht verklebt werden sollen, sowie die Stege (4a) bzw. die flächigen Verbindungsbereiche (4b), zwischen den einzelnen Materialzuschnitte (5a, 5b) der Mehrfachprobenzuschnitte (Ma, Mb), werden während des Auftrages der Klebstoffschicht mit Teflon® oder dgl. abgedeckt.

Anschließend werden die beiden Mehrfachprobenzuschnitte (Ma, Mb), wie in Fig. 3c und 3d gezeigt, über die Zentrierbacken (213) in eine erfindungsgemäße Zentriervorrichtung eingelegt. Diese Zentrierbacken (213) sind in einem Rahmen (212) aufeinanderzu verschiebbar angeordnet. Durch Zusammenpressen der Backen (213) werden dann die beiden Mehrfachprobenzuschnitte (Ma, Mb) zusammengefügt. Um beim Zusammendrücken eine gleichmäßig definierte Klebstoffschicht (V) zu erhalten, werden vorteilhafterweise vor dem Zusammenpressen zwischen die Mehrfachprobenzuschnitte (Ma, Mb) in den Stegbereichen zwischen den zusammenhängenden Materialzuschnitten (5a, 5b) des Mehrfachprobenzuschnitts (Ma, Mb) Drähte (211) als Distanzhalter gelegt.

Anschließend kann die dann entstandene Mehrfachprobe aus der Zentriervorrichtung entnommen werden. Durch Abtrennen der Stege (4a) bzw. Durchtrennen der flächigen Bereiche (4b) können dann die einzelnen Proben (Pa, Pb) voneinander gelöst werden. Bei durchgehenden flächigen Verbindungsbereichen zwischen den Bodenflächen (2) der Materialzuschnitte (5a, 5b) können je nach Schnitt durch den flächigen Bereich (4b), entweder mittig oder jeweils entlang der Bodenflächen (2), Probenformen mit Stabilisierungswänden (Mb) oder ohne Stabilisierungswände (Ma) hergestellt werden. Schließlich können dann ggf. die Stabilisierungswände (3b) jeder Probenhälfte (1b) von der jeweils anderen Probenhälfte (1b) hinweg abgewinkelt werden.

Die dargestellte Vorrichtung zum Einspannen und Halten von Proben (P, Pa, Pb, Pc) in Prüfmaschinen besteht aus zwei Probenspannfuttern (10, 10a, 10c) mit daran angeordneten Anschlußsegmenten (90, 90′) sowie daran befestigten, die Verbindung zwischen den Anschlußsegmenten (90, 90′) und der Prüfmaschine bildenden Anschlußadaptern (96, 96′).

Die Spannbackenfutter (10, 10a, 10c) bestehen jeweils aus einer Basisplatte (40), welche am jeweiligen Anschlußsegment (90, 90′) befestigt ist, einer zentrisch auf der Basisplatte (40) befestigten Matrize (20, 20a), einem ringförmig um die Matrize (20, 20a) angeordneten, als Backenschlitten ausgebildeten Futtergrundkörper (50) sowie darauf montierten Backen (30, 30a) und einer den Futtergrundkörper (50) und die Backen (30, 30a) umschließenden Spannringeinheit (60). Wird eine Probe (Pc) nach dem Ausführungsbeispiel in Fig. 4 verwendet, so kann auf den Einsatz einer Matrize (20, 20a) verzichtet werden.

Die zur Außenseite des Futters (10, 10a) weisenden Flächen (31) der Backen (30, 30a) laufen konisch in Richtung der Kopfseite (11) des Futters (10, 10a) auseinander. Die Spannringeinheit (60) besteht aus einem vorderen, nahe der Futterkopfseite befindlichen Spannring (61), welcher mit seiner entsprechend konisch ausgebildeten Innenfläche (62) form- und kraftschlüssig an den Backenaußenflächen (31) anliegt, und aus einem hinteren, nahe der Basisplatte (40) befindlichen, über ein Gewinde mit dem Futtergrundkörper (50) verbundenen Spannmutter (66). Spannring (61) und Spannmutter (66) sind über ein Wälzlager (68) miteinander kraftschlüssig verbunden. Die Spannmutter (66) ist an ihrer Außenseite an verschiedenen Stellen mit Bohrungen zum Eingreifen eines Spannhebels versehen. Durch eine Schraubbewegung der Spannmutter (66) in Richtung der Kopfseite (11) des Futters (10, 10a) wird der Spannring (61) in Richtung Futterkopfseite (11) gedrückt. Dabei werden die Backen (30, 30a) aufgrund der Konizität der Backenaußenflächen (31) und der Spannringinnenfläche (62) in ihre Spannstellung nach innen in Richtung Matrizenmantel gedrückt.

In einer vorteilhaften Ausführungsform sind in der Innenwandung (62) des Spannrings (60) Aussparungen angeordnet, die als Taschen (63) für die Backen (30, 30a) in der Probenwechselposition dienen. Zum Wechseln der Proben (P; Pa, Pb, Pc) muß bei dieser Ausführungsform die Spannmutter (66) nicht um mehrere Umdrehungen verschraubt werden. Die Spannmutter (66) muß hier lediglich mit dem Bruchteil einer Umdrehung gelöst werden, so daß der Spannring um ca. 45 gedreht werden kann und die Backen (30, 30a) locker in die Taschen (63) des Spannrings (61) zurückgeschoben werden können. Die Trennung von Spannring (61) und Spannmutter (66) über ein Wälzlager (68) hat außerdem den Vorteil, daß beim Spannen keine Drehmomente auf die Probenwände (3a, 3b, 3c) ausgeübt werden und die Probe (P, Pa, Pb, Pc) belastungsfrei eingespannt wird.

Backen (30, 30a) und Matrize (20, 20a) sind durch die Verwendung von Distanzscheiben (J) an der Verbindungsstelle zwischen Futtergrundkörper (50) und Basisplatte (40) sowie Matrize (20, 20a) und Basisplatte (40) zueinander höhenverstellbar, um eine sichere verspannungsfreie Aufnahme von Proben mit verschiedenen Materialdicken zu gewährleisten.

Hierdurch ist auch eine Justage des Probenmittelpunktes entlang der Zentrierachse des Futters (10, 10a, 10c) möglich, um so sicherzustellen, daß immer eine zentrische Krafteinleitung (durch die Mitte der Fügegeometrie) in die Probe (P, Pa, Pb, Pc) beim Versuch einstellbar ist.

Zur Aufnahme von Proben (Pa, Pb) der ersten beiden Ausführungsbeispiele liegen die Außenflächen (21a) der Matrize (20a) parallel zur Zentrierachse des Futters (10a). Die Innenflächen (31a) der Backen (30a) verlaufen ebenfalls entsprechend parallel zur Zentrierachse des Futters (10a).

Zum Einspannen wird die Probe (P, Pa, Pb) bei geöffneten, d. h. voneinander entfernten Backen (30, 30a) und bei in der Prüfmaschine auseinandergefahrenen Spannfuttern (10, 10a) über die Matrize (20, 20a) des einen Futters (10, 10a) gestülpt. Anschließend wird durch langsames Zusammenfahren der Futter (10, 10a) die Matrize (20, 20a) des zweiten Futters (10, 10a) in die andere Probenhälfte (1a, 1b) verbracht. Dabei zentriert sich die Probe (P, Pa, Pb) automatisch selbst. Der entsprechende Sitz der Probe (P, Pa, Pb) wird üblicherweise durch die von der Prüfmaschine registrierte Gegenkraft, welche beim Zusammenfahren der Futter (10, 10a) von den Halteseitenwänden (3a) und/oder Stabilisierungswänden (3b) auf die Matrize (20, 20a) ausgeübt wird, kontrolliert. Um zu verhindern, daß beim Einspannen der Probe (P, Pa, Pb) die Halteseitenwände (3a) und/oder Stabilisierungswände (3b) auseinander gedrückt werden, weisen die Matrizen (20, 20a) zur exakten Positionierung der Proben (P, Pa, Pb) jeweils eine Positionierhilfe (70) in Form einer Anlagefläche (71) für die Probenbodenfläche (2) auf. Für die Versuchsdurchführung in der Spannposition der Futter (10) müssen sich von außen die Anlageflächen (71) von den Probenbodenflächen (2) entfernen lassen. Dies geschieht jeweils über eine an einem von außen bedienbaren Schieber (73) angebrachte schräge Steuerfläche (74), auf welcher ein mit der Anlagefläche (71) verbundener Stößel (75) unter Andruck durch eine Feder (72) abgestützt wird.

Zum Einspannen einer Probe (1c) nach Ausführungsbeispiel in Fig. 4 ist keine Matrize (20) nötig. Die Backen (30, 30a) klemmen einfach an der Außenwand (3c) der Probenhälften (1c).

Die Backen (30a), bzw. beim Einsatz von Proben (Pa, Pb) nach einem Ausführungsbeispiel von Fig. 1 bis 3 auch die Matrize (20a), weisen koaxial mit den Löchern (6a) in den Haltewänden (3a) oder Halteseiten (3c) der Proben (Pa, Pb, Pc) liegende Löcher (21b, 31b) auf, durch welche die Proben (Pa, Pb) mit den Backen (30a) bzw. auch der Matrize (20a) verstiftet werden.

Für eine Durchführung von Schälzugprüfungen sind vorteilhafterweise die Kopfflächen (32) zweier benachbarter Backen (30) der Spannfutter (20) von einer senkrecht durch die Längsachse des Futters (20) verlaufende Mittelachse ausgehend nach außen hin abgeschrägt. Außerdem ist entsprechend die Kopffläche des Spannrings (61) innerhalb eines Kreissegments (64) von der Mittelachse (33) weg nach außen hin im gleichen Winkel abgeschrägt. Dadurch entsteht zwischen den Kopfflächen (11) der in der Prüfposition aneinanderliegenden Spannfutter (10, 10a) halbseitig ein verbreiterter Spalt (12).

Zur Kontrolle der Verformung der Probe (P, Pa, Pb) und/oder des Verbindungsmittels (V) sind vorteilhafterweise im Inneren der Matrizen (20, 20a) an verschiedenen Stellen, vorzugsweise in jeder Probenhälfte (1, 1a) Meßvorrichtungen (80) angeordnet. Eine solche direkte Anordnung der Meßvorrichtungen an der Probe (P, Pa, Pb, Pc) hat den Vorteil, daß im Gegensatz zu den bisher üblichen Meßvorrichtungen zur Bestimmung des Abstandes zwischen den Spannfuttern (10, 10a, 10c), eine definierte Messung der Probenverformung möglich ist und Einflüsse des Spannfutters (10, 10a, 10c) und der Halterungen nicht berücksichtigt werden.

Weitere, z. B. mechanisch oder auch optisch, elektronisch oder opto-elektronisch arbeitende Meßvorrichtungen sind außerhalb der Probe an der Prüfmaschine angebracht.

Die Meßvorrichtungen (80) sind an eine Steuerung und einen Computer mit Ausgabe- und Speichermöglichkeiten angeschlossen, und die von den Meßvorrichtungen (80) ermittelten Daten können auch on-line zur Steuerung des Antriebs der Prüfmaschine verwendet werden. Weiterhin ist auch eine Kombination mit außerhalb der Spannfutter (10, 10a, 10c) befindlichen, herkömmlichen Meßvorrichtungen zur Überwachung des Abstands zwischen den Spannfuttern (10, 10a, 10c) und der Verformung der Probe (P, Pa, Pb, Pc) oder der Verbindungsstelle möglich.

Zur Anwendung des neuen erfindungsgemäßen Verfahrens zum Überwachen der Verformung einer Probe (P, Pa, Pb, Pc) und/oder eines Probenverbindungsmittels (V) in der Prüfmaschine müssen auf der Probe (P, Pa, Pb, Pc) und/oder auf dem Verbindungsmittel (V), auf Teilen der Prüfmaschine und/oder auf Teilen der Spannvorrichtung, z. B. auf den Backen (30, 30a) Markierungen (200) angebracht werden. Die relative Lage dieser Markierungen (200) zueinander wird während der Belastungsprüfung optisch durch eine Kamera überwacht. Die von der Kamera aufgenommenen Bilder werden digitalisiert und an den Rechner zur Bildverarbeitung weitergegeben. Zum Übermitteln der Bilder an die Kamera ist an schwer zugänglichen Stellen der Einsatz eines Lichtleiters, z. B. eines Glasfaserstrangs vorgesehen.

Aus den Lagedaten der Markierungen (200) werden von einer in die Vorrichtung integrierten Kontrolleinrichtung, z. B. einem Einplatinen-Rechner, die gewünschten Kennwerte ermittelt. Diese Kennwerte werden in einer Datenbank gespeichert und können auch mit bereits schon in der Datenbank vorhandenen Werten verglichen werden. Zum Anschluß an weitere Rechner, Speichermedien und/oder Ausgabevorrichtungen ist an der Kontrolleinrichtung eine entsprechende Schnittstelle vorgesehen.

Bei Verwendung eines entsprechenden Bilderkennungsprogramms bei der Auswertung ist es prinzipiell auch möglich, anstelle extra aufgebrachter Markierungen (200) bereits auf bzw. an der Probe (P, Pa, Pb, Pc) oder dem Verbindungsmittel (V) vorhandene "natürliche" markante Punkte zu nutzen, wie z. B. Ecken, Kanten etc.

In einer vorteilhaften Ausführung der Spannfutterhalterung sind die Anschlußsegmente (90, 90′) und die Anschlußadapter (96, 96′) mittels Schnellspannbolzen (97) miteinander verbunden. Hierzu weisen die Anschlußadapter (96, 96′) einen Spalt (98) auf, in welchen die plattenförmigen Anschlußsegmente (90, 90′) formschlüssig eingreifen. Anschlußsegmente (90, 90′) und Anschlußadapter (96, 96′) weisen entsprechende in der gewünschten Arretierstellung koaxial liegende Bohrungen auf, in welche die Schnellspannbolzen (97) gesteckt werden. Die Schnellspannbolzen (97) werden auf einer Seite des Anschlußsegments (90, 90′) jeweils durch einen entsprechend geschlitzten, in an einem Ende der Schnellspannbolzen (97) angeordnete Nuten (97N) eingreifenden Schieber (97S) gehalten, welcher in eine entsprechende Aussparung des Anschlußadapters (96, 96′) mit angeformten Nuten (99) formschlüssig einschiebbar ist. Auf der anderen Seite des Anschlußsegments (90, 90′) werden die Schnellspannbolzen (97) durch Muttern (97M) festgeklemmt.

Zum Wechseln der Probe (P, Pa, Pb, Pc) ist es vorteilhaft, wenn die Spannfutter (10, 10a, 10c) übereinander angeordnet sind, so daß die Probe (P, Pa, Pb, Pc) einfach auf die Matrize (20, 20a) des unteren Futters (10, 10a, 10c) gelegt und dann von oben das zweite Futter (10. 10a, 10c) hineingefahren werden kann. Hierzu sind die Anschlußadapter (96, 96′) auf einer gemeinsamen Achse, der Zugachse, senkrecht übereinander angeordnet.

Um die definiert eingespannte Probe (P, Pa, Pb, Pc) in die für die gewünschte Belastungsrichtung erforderliche Lage bezüglich der Zugachse zu bringen, ohne dabei irgendwelche nicht definierten Kräfte auf die Probe (P, Pa, Pb, Pc) auszuüben, werden vor dem Verdrehen der Probe (P, Pa, Pb, Pc) von der senkrechten Kopfzuglage in die gewünschte Zuglage die Anschlußsegmente (90, 90′) durch Schnellspannplatten (91) miteinander verbunden, wobei die Anschlußsegmente (90, 90′) und Schnellspannplatten (91) gemeinsam einen stabilen Ring bilden.

Diese Schnellspannplatten (91) bestehen aus zwei übereinander angeordneten, einen Spalt (92S) zwischen sich bildenden Ringsegment-Platten (92). An einer der Platten (92) sind senkrecht zur Plattenebene zwei Führungsbolzen (95) angeordnet, welche in entsprechende Löcher der anderen Platte eingreifen. In der Mitte der Platten (92) ist senkrecht zur Plattenebene ein durchgehender Spannbolzen (94) angeordnet, welcher auf der einen Außenseite der Platten (92) von Muttern gehalten wird und auf der anderen Außenseite der Platten (92) mit einem Exzenterhebel (93) zum Zusammendrücken der Platten (92) versehen ist. Die Platten (92) werden mittels einer zwischen den Platten (92) um den Spannbolzen (94) angeordneten Feder (94F) auseinander gedrückt.

Die Verbindung der Anschlußsegmente (90, 90′) erfolgt dann durch Einbringen der jeweiligen gegenüberliegenden Enden der Anschlußsegmente (90, 90′) in den von den Schnellspannplatten (91) gebildeten Spalt (92S) und dem anschließenden Zusammenklemmen der Platten (92) über den Exzenterhebel (93).

Zur einfacheren Positionierung der Schnellspannplatten (91) zwischen den Anschlußsegmenten (90, 90′) sind an einem der Anschlußsegmente (90) an beiden Enden jeweils Einbuchtungen (90N) angeordnet, in welche einer der beiden Führungsbolzen (95) im geöffneten Zustand der Schnellspannplatten (91) eingebracht wird. Der jeweils zweite Führungsbolzen (95) wird dann gegen das gegenüberliegende Ende des anderen Anschlußsegments (90′) gelegt.

Zur einfacheren Drehung des von den Anschlußsegmenten (90, 90′) und den Schnellspannplatten (91) gebildeten Rings mit der eingespannten Probe (P, Pa, Pb, Pc) ist am unteren der beiden Anschlußadapter (96) in einem Abstand seitlich vom Anschlußadapter (96) auf beiden Seiten je eine Rolle (100) angeordnet. Auf diesen beiden Rollen (100) ist das untere der beiden Anschlußsegmente (96) gelagert.

Das folgende Beispiel beschreibt einen kompletten Einspannvorgang einschließlich dem Verdrehen der Probe in die sogenannte Scherzugposition:

• 1. Einlegen einer Probenhälfte (1a, 1b, 1c) auf die Matrize (20) des geöffneten unteren Spannfutters (10, 10a, 10c).
• 2. Langsames Hineinfahren der zweiten Matrize (20a) in die obere Probenhälfte (1a, 1b, 1c) mittels der Prüfmaschine.
• 3. Die Backen (30, 30a) beider Futter (10, 10a, 10c) aus den Taschen (63) locker gegen die Außenwandungen (3a) der Probe (P, Pa, Pb, Pc) schieben.
• 4. Spannring (61) um 45° verdrehen.
• 5. Mittels Verdrehen der Spannmutter (66) jeweils den Spannring (61) gegen die Backen (30, 30a) drücken und damit die Probe (P, Pa, Pb, Pc) zwischen Backen (30, 30a) und Matrize (20, 20a) einspannen.
• 6. Verbinden der beiden Anschlußsegmente (90, 90′) mittels der Schnellspannplatten (91)
• 7. Lösen und Entfernen der Schnellspannbolzen (97) zwischen Anschlußsegmenten (90, 90′) und Anschlußadaptern (96, 96′).
• 8. Verdrehen des gesamten von Anschlußsegmenten (90, 90′) und Schnellspannplatten (91) gebildeten Rings um 90°.
• 9. Verbinden der Anschlußsegmente (90, 90′) mit den Anschlußadaptern (96, 96′)
• 10. Entfernen der Schnellspannplatten (91).

Claims (38)

1. Probe (Pa, Pb) zum Einsatz in Maschinen zur Prüfung der Belastbarkeit von Verbindungen, mit zwei aus den zu prüfenden Materialien gefertigten, je eine Bodenfläche (2) und Seitenwände (3a, 3b) aufweisenden Probenhälften (1a, 1b), wobei jede Probenhälfte (1a, 1b) aus einem flächigen Materialzuschnitt (5a) besteht und die Seitenwände (3a, 3b) der Probenhälfte (1a, 1b) von von der Bodenfläche (2) abgewinkelten Abschnitten (7a, 7b) des flächigen Materialzuschnitts (5a, 5b) gebildet werden, und die Probenhälften (1a, 1b) über ihre Bodenflächen (2), mit den von den abgewinkelten Seitenwänden (3a, 3b) abweisenden Bodenaußenflächen zueinanderweisend, durch ein zu prüfendes Verbindungsmittel (V) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Probenhälfte (1a, 1b) zwei sich gegenüberliegende Halteseitenwände (3a) aufweist, welche form- und/oder kraftschlüssig in einer Aufnahmevorrichtung (10, 10a) einer Prüfmaschine befestigbar sind.

2. Probe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Probenhälfte (1b) mindestens zwei sich gegenüberliegende, von von der Bodenfläche (2) abgewinkelten Abschnitten des Materialzuschnitts (5b) gebildete Stabilisierungswände (3b) aufweist.

3. Probe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteseitenwände (3a) und/oder die Stabilisierungswände (3b) rechtwinklig zur Bodenfläche (2) abgewinkelt sind.

4. Probe (Pc) zum Einsatz in Maschinen zur Prüfung der Belastbarkeit von Verbindungen mit zwei aus den zu prüfenden Materialien gefertigten, je eine Bodenfläche (2c) und Seitenflächen (3c) aufweisenden Probenhälfte (1c), wobei die Probenhälften (1c) über ihre Bodenflächen (2c) durch ein zu prüfendes Verbindungsmittel (V) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede Probenhälfte (1c) aus einem massiven Materialblock (5c) besteht, an welchem die Bodenfläche (2c) und mindestens zwei sich gegenüberliegende, an die Bodenfläche (2c) grenzende, form- und/oder kraftschlüssig in einer Aufnahmevorrichtung (10c) einer Prüfmaschine befestigbare Halteseitenflächen (3c) angeformt sind.

5. Probe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (3c) rechtwinklig an die Bodenfläche (2c) angrenzen.

6. Probe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche (2, 2c) quadratisch ist.

7. Probe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteseitenwände (3a) oder -flächen (3c) Löcher (6a), Aussparungen, Ausformungen und/oder Einbuchtungen zur formschlüssigen Aufnahme der Probe (P, Pa, Pb, Pc) in einer Aufnahmevorrichtung (10, 10a, 10c) einer Prüfmaschine aufweisen.

8. Probe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteseitenwände (3a) oder -flächen (3c) Löcher (6a) aufweisen, durch welche die Probe (P, Pa, Pb, Pc) mit der Aufnahmevorrichtung (10, 10a, 10c) verstiftbar und/oder verschraubbar sind.

9. Probe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Probenhälften (1a, 1b, 1c) flächig über mindestens eine Klebstoffschicht (V) und/oder über mindestens eine punktweise mechanische Füge­ oder Nietverbindung und/oder eine Schweißverbindung miteinander verbunden sind.

10. Probe nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Bodenflächen (2, 2c) der Probenhälften (1a, 1b, 1c) und/oder an mindestens einer Probenhälfte (1a, 1b) zwischen den Halteseitenwänden (3a) weitere aus den zu prüfenden Materialien gefertigte Probenteile (1d, 1e) angeordnet sind und durch ein zu prüfendes Verbindungsmittel (V) mit mindestens einer Probenhälfte (1a, 1b, 1c) verbunden sind.

11. Verfahren zur Herstellung von Proben gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 oder 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem flächigen Materialstück zur Bildung eines Mehrfachprobenzuschnitts (Ma, Mb) mehrere flächige Materialzuschnitte (5a, 5b) an Stegen (4a) und/oder in flächigen Bereichen (4b) aneinanderhängend ausgestanzt und/oder ausgeschnitten werden, und dann zwei Mehrfachprobenzuschnitte (Ma, Mb) mit ihren die Bodenflächen (2) der Probenhälfte (1a, 1b) bildenden Bereichen überdeckend, ggf. nach Aufbringen von erforderlichen Klebstoffschichten auf die Bodenflächenbereiche, übereinandergelegt und mittels dem zu prüfenden Verbindungsmittel (V) miteinander verbunden werden, und die Halteseitenwände (3a) vor oder nach dem Übereinanderlegen und Verbinden der Probenhälften (1a, 1b) von der Verbindungsfläche weg abgewinkelt werden und anschließend durch Abtrennen der Stege (4a) und/oder Durchtrennen an den flächigen Bereichen (4b) die einzelnen Proben (Pa, Pb) voneinander gelöst werden und ggf. die Stabilisierungswände (3b) jeder Probenhälfte (1a, 1b) von der jeweils anderen Probenhälfte (1a, 1b) weg abgewinkelt werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zuerst die Halteseitenwände (3a) abgewinkelt werden und dann die Mehrfachprobenzuschnitte (Ma, Mb) in einer Zentriereinrichtung (210) mit den Bodenflächen (2) übereinanderliegend, ggf. nach Auftragen der Klebstoffschichten, miteinander verbunden werden.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß zur Begrenzung der Klebefläche Bereiche der Bodenfläche (2) und/oder der die Materialzuschnitte (5a, 5b) eines Mehrfachprobenzuschnitts (Ma, Mb) verbindenden Bereiche (4a) vor dem Auftragen der Klebstoffschichten abgedeckt werden.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zum Zusammenfügen der in den Klebebereichen mit Klebstoff beschichteten Mehrfachprobenzuschnitte (Ma, Mb) vor dem Zusammenpressen zwischen die Mehrfachprobenzuschnitte (Ma, Mb) in den Stegbereichen zwischen den zusammenhängenden Materialzuschnitten (5a, 5b) eines Mehrfachprobenzuschnitts (Ma, Mb) Distanzhalter (211) gelegt werden.

15. Vorrichtung zum Zentrieren von Mehrfachprobenzuschnitten (Ma, Mb) und/oder einzelnen Probenhälften (1a, 1b) nach einem der in den Ansprüchen 11 bis 14 genannten Verfahren, gekennzeichnet durch zwei an einem Rahmen (212) aufeinanderzu verschiebbar angeordnete Zentrierbacken (213) zur Aufnahme der Mehrfachprobenzuschnitte (Ma, Mb) und/oder der Probenhälften (1a, 1b).

16. Vorrichtung zum Einspannen und Halten von Proben, insbesondere von Proben nach den Ansprüchen 1 bis 10 in Zugprüfmaschinen, bestehend aus zwei auf die jeweilige Probenart einstellbaren Schnellspannfuttern (10, 10a, 10c) zum Einspannen der Proben (P, Pa, Pb, Pc), daran angeordneten Anschlußsegmenten (90, 90′) sowie daran befestigten, die Verbindung zwischen den Anschlußsegmenten (90, 90′) und der Prüfmaschine bildenden Anschlußadaptern (96, 96′), dadurch gekennzeichnet, daß das Schnellspannfutter (10, 10a, 10c) mindestens zwei sich gegenüberliegende flächig gegen die Halteseitenflächen (3c) der Probenhälfte (1c) drückende oder die Halteseitenwände (3a) der Probenhälfte (1a, 1b) gegen eine im Zentrum des Futters (10, 10a) angeordnete, die Probe (P, Pa, Pb) zentrierende Matrize (20, 20a) klemmende Backen (30, 30a) aufweist.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Schnellspannfutter (10a) zwei sich gegenüberliegende, die Stabilisierungswände (3b) der Probenhälfte (1b) gegen die Matrize (20a) klemmende Backen (30b) aufweist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenflächen (31a) der Backen (30a, 30b) im wesentlichen parallel zur Zentrierachse des Futters (10a) verlaufen.

19. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenflächen (21a) der Matrize (20a) im wesentlichen parallel zur Zentrierachse des Futters (10a) verlaufen.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (30, 30a) und/oder die Matrize (20, 20a) Löcher (31b, 21b), Aussparungen, Ausformungen und/oder Einbuchtungen zur formschlüssigen Aufnahme der Probe (P, Pa, Pb, Pc) aufweist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Backen (30, 30a) und/oder die Matrize (20, 20a) Löcher (21b, 31b) aufweisen, durch welche die Probe (Pa, Pb, Pc) mit den Backen (30, 30a) und/oder der Matrize (20, 20a) verstiftet und/oder verschraubt wird.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung Mittel (J) zur Justierung des Probenmittelpunktes (Z) zwischen den Bodenflächen (2) oder Probenhälften (1a, 1b, 1c) auf die und/oder entlang der Zentrierachse der Schnellspannfutter (10, 10a) aufweist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (20, 20a) zur exakten Positionierung der Probe (P, Pa, Pb) eine Positionierhilfe (70) in Form einer Anlagefläche (71) für die Probenbodenfläche (2) beim Spannvorgang aufweist, welche für die Versuchsdurchführung in der Spannposition des Futters (10, 10a) von außen über eine in der Matrize (20, 20a) und der Basisplatte (40) befindliche Verstellvorrichtung bedienbar von der Probe (P, Pa, Pb) entfernbar ist, wobei die Verstellvorrichtung aus einem auf einer Steuerfläche (74) eines Schiebers (73) abgestützten und mit Federkraft (72) gegen die Steuerfläche (74) gehaltenen Stößel (75) besteht.

24. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopfflächen (32, 32a) mindestens zweier benachbarter Backen (30, 30a) mindestens eines Spannfutters (10, 10a) von einer senkrecht durch die Zentrierachse des Futters (10, 10a) verlaufenden Mittelachse (33) ausgehend nach außen hin abgeschrägt sind und die Kopffläche des Spannrings (61) dieses Futters (10, 10a) innerhalb eines Kreissegments (64) von der Mittelachse (33) weg nach außen hin abgeschrägt ist, wobei in der Prüfstellung mit eng voreinanderliegenden Spannfuttern (10, 10a) zwischen den Kopfflächen (11) der sich gegenüberliegenden Spannfutter (10) halbseitig ein Spalt (12) vorhanden ist.

25. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß im Inneren mindestens einer der Matrizen (20, 20a) mindestens eine Meßvorrichtung (80) zum Überwachen der Verformung der Probe (P, Pa, Pb), insbesondere des Probenbodens (2) und/oder des Verbindungsmittels (V) angeordnet ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Spannfutter (10, 10a, 10c) mindestens eine Meßvorrichtung zum Überwachen des Abstandes zwischen den Spannfuttern (10, 10a, 10c) und/oder der Verformung der Probe (P, Pa, Pb, Pc) und/oder des Verbindungsmittels (V) angeordnet ist.

27. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung mindestens eine Kamera und eine Einrichtung zur Bilderkennung, Bildauswertung und/oder Bildspeicherung aufweist.

28. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 25 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Meßvorrichtungen an eine Steuerung und einen Computer mit Ausgabe- und Speichermöglichkeiten angeschlossen ist und die von der Meßvorrichtung ermittelten Daten on-line zur Steuerung des Antriebs der Prüfmaschine verwendet werden.

29. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußsegmente (90, 90′) und die Anschlußadapter (96, 96′) mittels Schnellspannbolzen (97) miteinander verbindbar sind.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußsegmente (90, 90′) in der Prüfstellung mit eng voreinanderliegenden Spannfuttern (10, 10a, 10c) mittels Schnellspannplatten (91) miteinander verbindbar sind, wobei die Anschlußsegmente (90, 90′) und die Schnellspannplatten (91) gemeinsam einen stabilen Ring bilden.

31. Vorrichtung nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußadapter (96, 96′) senkrecht auf einer gemeinsamen Achse übereinander angeordnet sind und am unteren der beiden Anschlußadapter (96), in einem Abstand seitlich vom Anschlußadapter (96) mindestens zwei Rollen (100) angeordnet sind, auf welchen das untere der beiden zwischen den Anschlußadaptern (96, 96′) befindliche, mittels der Schnellspannplatten (91) und der eingespannten Proben (P, Pa, Pb, Pc) miteinander verbundenen Anschlußsegmente (90) drehbar um die Mittelachse des von Anschlußsegmenten (90, 90′) und Schnellspannplatten (91) gebildeten Rings lagert und in der verdrehten Stellung arretierbar ist.

32. Verfahren zum Überwachen der Verformung einer Probe (P, Pa, Pb, Pc) und/oder eines Probenverbindungsmittels (V) in Maschinen zur Prüfung der Belastbarkeit von Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß während der Belastungsprüfung die Lage von auf der Probe (P, Pa, Pb, Pc), dem Verbindungsmittel (V), Teilen der Prüfmaschine und/oder Teilen einer Spannvorrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 16 bis 31, angebrachte Markierungen (200) und/oder von darauf vorhandenen natürlichen markanten Punkten, wie Ecken, Kanten oder dgl., aufgezeichnet und überwacht werden.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen (200) auf die Probe (P, Pa, Pb, Pc), das Verbindungsmittel (V), Teile der Prüfmaschine und/oder Teile der Spannvorrichtung aufprojiziert werden.

34. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Markierungen (200) optisch überwacht werden.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß die Probe (P, Pa, Pb, Pc) in der Prüfmaschine mit den Markierungen (200) über eine Kamera aufgenommen werden und die aufgenommenen Bilder digitalisiert und an einen Rechner zur Bildverarbeitung, Dokumentation und/oder Ausgabe der Informationen, weitergegeben werden.

36. Verfahren nach Anspruch 35, dadurch gekennzeichnet, daß die Bilder von der Probe (P, Pa, Pb, Pc) in der Prüfmaschine mit den Markierungen (200) über einen Lichtleiter von der Kamera aufgenommen werden.

37. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß aus den Lageänderungen der Markierungen (200) während der Belastungsprüfung Kennwerte ermittelt werden und diese Kennwerte in Datenbanken abgespeichert und/oder mit bereits in Datenbanken vorhandenen Kennwerten verglichen werden.

38. Verfahren nach einem der Ansprüche 32 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswertung der Lageänderungen der Markierungen (200) und/oder die Ermittlung der Kennwerte in einer in der Prüfvorrichtung integrierten Kontrolleinrichtung durchgeführt werden und die Daten über eine Schnittstelle an weitere Rechner, an ein Speichermedium und/oder Ausgabeeinrichtungen weitergegeben werden.