DE19632588A1 - Einspannvorrichtung für Materialprüfmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung für den Prüfling in einer Materialprüfmaschine, bei der die den Prüfling klemmenden, keilförmig ausgebildeten Spannbacken in einem Spannkopfgehäuse senkrecht zur Achsrichtung bzw. zur zu Materialprüfzwecken aufzugebenden Prüfkraft in einer Gleitführung aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind.

Bei bekannten Einspannvorrichtungen oder Spannköpfen in Materialprüfgeräten findet beim Klemmen und Lösen des Prüf­ lings neben der Bewegung der Spannbacken senkrecht zur Längsachse des Prüflings bzw. zur Richtung der aufzugeben­ den Prüfkraft immer auch eine Relativbewegung zwischen den Spannbacken und dem diese aufnehmenden Gehäuse oder Gehäu­ seteil in Richtung der aufzugebenden Prüfkraft statt. Die­ ser Hub zwischen den Spannbacken und dem Gehäuse muß beim Einspannen des Prüflings stets berücksichtigt werden. Innerhalb dieses Hubes kann keine Dehnung oder Stauchung am Prüfling ermittelt werden. Die Prüflinge müssen deshalb um diesen Hub der beidseitigen Einspannvorrichtungen der Mate­ rialprüfmaschine verlängert ausgebildet werden, was bei einem großen Probendurchsatz, wie er beispielsweise in Stahlwerken üblich ist, einen erheblichen Kostenfaktor dar­ stellt.

Die britische Patentschrift 620 183 beschreibt eine Ein­ spannvorrichtung für eine Zug-Prüfmaschine, bei der die keilförmigen Spannbacken zwischen zwei Haltekeilen gehalten sind, deren einander zugeneigte Keilflächen an denen der Spannbacken anliegen. Mittels Gleitführungen sind die Hal­ tekeile in einem Sockel senkrecht zur Zugprüfkraft beweg­ bar. Dazu sind die Haltekeile von einem Klemmband umgeben, das mit Hilfe einer Einstellschraube festgezogen werden kann. Bei zunächst lockerem Klemmband wird der Prüfling zwischen die Spannbacken geschoben und danach das Klemmband festgezogen, wodurch die Haltekeile und folglich auch die Spannbacken aufeinander zubewegt werden und der Prüfling schon geklemmt wird. Wird danach die Zug-Prüfkraft an den Prüfling angelegt, so werden die Spannbacken über den Prüf­ ling in Richtung der Zugkraft und entlang der einander zugeneigten Flächen der Haltekeile bewegt; sie führen somit einen Hub innerhalb der Haltekeile aus, wodurch sich mit zunehmender Zugkraft auch die Klemmkraft am Prüfling ver­ stärkt und dieser festgespannt wird. Neben den bereits erwähnten, durch den Hub der Spannbacken gegenüber den Hal­ tekeilen bedingten Nachteilen hat diese Einspannvorrichtung den weiteren Nachteil, daß sie nur für eine mit Zugkraft prüfende Materialprüfmaschine geeignet ist; mit Druck- oder Wechselkraft kann nicht geprüft werden, da dabei die Klemm­ wirkung am Prüfling nicht verstärkt sondern gemindert würde. Außerdem ist das Einspannen mit Hilfe des Klemmban­ des umständlich.

Durch die DE-OS 19 20 767 ist ein Spannkopf für Material­ prüfmaschinen bekannt, bei dem die keilförmigen Spannbacken mit ihren- Keilflächen an entsprechend geneigten Flächen eines Spannbackengehäuses anliegen und mittels Gleitführun­ gen in einem Zwischenstück in senkrechter Richtung zur anzulegenden Prüfkraft bewegbar sind. Zum Einspannen des Prüflings zwischen den Spannbacken wird das im weiteren als Zylinder ausgebildete Spannbackengehäuse hydraulisch gegen­ über einem das Zwischenstück tragenden Kolben und damit den Spannbacken - oder nach einem anderen Vorschlag mechanisch über im Zylinder angeordnete Keilstücke - in bzw. entgegen­ gesetzt der Richtung der Prüfkraft um einen bestimmten Hub bewegt, so daß die Spannbacken aufeinander zu bewegt werden und den Prüfling klemmen.

Ähnlich sind bei in der EP-B 0 101 508 beschriebenen Ein­ spannvorrichtung die keilförmigen Spannbacken in Hinter­ schneidungen der Stirnfläche eines Hydraulikkolbens einer Zylinder-Kolben-Einheit senkrecht zur aufzubringenden Prüf­ kraft bewegbar und liegen an entsprechend geneigten Keil­ flächen des Spannbackengehäuses an, welches mit dem Hydrau­ likzylinder fest verbunden ist. Bei Beaufschlagung der Zylinder-Kolben-Einheit vollziehen der Zylinder und das Spannbackengehäuse einen Hub in Bezug auf den Hydraulikkol­ ben bzw. die Spannbacken, wodurch diese aufeinander zube­ wegt werden und einen Prüfling klemmen.

Diese beiden zuletzt genannten Spannvorrichtungen sind zwar für Materialprüfungen sowohl mit Zug- als auch Druckkraft und mit Wechselkraft geeignet, da das Festspannen des Prüf­ lings unabhängig vom Anlegen einer Prüfkraft geschieht; sie weisen aber beide auch die oben genannten, durch die Hubbe­ wegung zwischen Spannbacken und Gehäuse bedingten Nachteile auf.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einspannvorrichtung für Materialprüfmaschinen zu schaffen, die für Prüfungen sowohl mit Zug- als auch mit Druckkraft und mit Wechselkraft geeignet ist und bei der keine Hubbewegung zwischen den Spannbacken und einem sie umgebenden Gehäuse stattfindet. Dabei soll diese Einspannvorrichtung möglichst einfach im Aufbau und in der Bedienungsweise sein und sie soll sich auch für den Einsatz in automatisierten Prüfanlagen eignen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Spann­ kopfgehäuse feststehend ist und eine Öffnung aufweist, auf deren Bodenfläche gleitend die keilförmigen Spannbacken in senkrechter Richtung zur Achsrichtung bzw. zur anzulegenden Prüfkraft aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, wozu die Betätigungskeile einerseits an den Seitenflächen der Öffnung und andererseits an den vom Prüfling abgewand­ ten Keilflächen der Spannbacken anliegend und auf ihnen gleitend in Achsrichtung bzw. in Richtung der anzulegenden Prüfkraft auf und ab bewegbar sind. Damit findet keine relative Hubbewegung zwischen dem Spannkopfgehäuse und den Spannbacken statt, und es ist nicht erforderlich, die Prüf­ linge an ihren beiden Enden um einen solchen Hub zu verlän­ gern, was eine erhebliche Materialeinsparung bedeutet. Das Klemmen des Prüflings geschieht dabei völlig unabhängig von der anzulegenden Prüfkraft, so daß die Einspannvorrichtung nicht nur für mit Zugkraft sondern auch für mit Druck- oder Wechselkraft prüfende Maschinen geeignet ist.

Die Spannbacken sind vorzugsweise auf der Bodenfläche der Öffnung im Spannkopfgehäuse in hinterschnittenen Gleitfüh­ rungen geführt und ebenso können die Betätigungskeile an der jeweils zugehörigen Seitenfläche der Öffnung im Spann­ kopfgehäuse und der Keilfläche der Spannbacken in hinter­ schnittenen Gleitführungen geführt sein, wodurch sich eine gute Betätigungs- und Funktionssicherheit ergibt.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind die Seiten­ flächen der Öffnung im Spannkopfgehäuse diese Öffnung nach außen trapezförmig verengend einander zugeneigt und die Betätigungskeile weisen je zwei Keilflächen auf, von denen die äußere der Seitenfläche der Öffnung und die innere der Keilfläche des Spannbackens angepaßt ist; so ergibt sich beim Anlegen einer Zug-Prüfkraft eine Selbstverstärkung der Klemmwirkung.

Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung verlaufen die Seitenflächen der Öffnung im Spannkopfgehäuse senkrecht zur Bodenfläche, und die Betätigungskeile weisen je eine an diese Seitenfläche angepaßte Außenfläche und eine an die Keilfläche der Spannbacken angepaßte innere Keilfläche auf; in diesem Fall findet keine Selbstverstärkung statt und es empfiehlt sich unter Umständen eine hydraulische oder pneu­ matische Spannbetätigung.

Die Keilflächen der Spannbacken sind vorzugsweise nach außen einander zugeneigt, sie können auch in Richtung auf die Bodenfläche der Öffnung einander zugeneigt sein.

Die Spannbacken können in bekannter Weise in Löserichtung vorgespannt sein.

Die Betätigungskeile können mit Hilfe einer mechanischen Betätigungsvorrichtung, z. B. einer Schlag-, Hebel- oder Ex­ centervorrichtung, bewegbar sein. Wenn eine Automatisierung der Prüfanlage angestrebt wird, ist eine pneumatische oder hydraulische Spannvorrichtung für die Betätigungskeile von Vorteil. Es genügt dabei eine verhältnismäßig kleine Spann­ hydraulik oder Spannpneumatik.

Für eine hydraulische oder pneumatische Betätigung der Betätigungskeile können seitlich an den Betätigungskeilen Zugstangen angeordnet sein, deren andere Enden mit einer Traverse verbunden und in dieser mittels Gleitführungen verschiebbar sind; die Traverse ist dann mittig mit der Kolbenstange eines in einem Zylinder dicht verschiebbaren und in beiden Richtungen mit Druckmittel beaufschlagbaren Kolbens verbunden.

Nach einer anderen Ausführungsform ist das Spannkopfgehäuse einstückig mit einem Zylinder ausgebildet und die Öffnung des Spannkopfgehäuses ist durch eine Zwischenwand vom nach außen abgedichteten Zylinderraum getrennt, wobei in dem Zylinderraum ein Hauptkolben in beide Richtungen hydrau­ lisch oder pneumatisch dicht verschiebbar ist. An der dem Zwischenboden zugewandten Fläche des Hauptkolbens sind radial außen und einander gegenüberliegend zwei Schubbolzen angeordnet, die den Zwischenboden in entsprechenden Bohrun­ gen und gegen deren Wand abgedichtet bis in die Öffnung des Spannkopfgehäuses durchstoßen und dort mit den Basisflächen der Betätigungskeile fest verbunden sind.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die aneinander anliegenden Keilflächen der Betätigungskeile und der Spann­ backen sowohl in als auch quer zur Achsrichtung geneigt und die Betätigungskeile sind zum Zwecke eines gleichmäßigen Vorschubs an ihren Außenflächen durch Stege miteinander verbunden und sowohl in als auch quer zur Achsrichtung ver­ schiebbar. Der Keilwinkel der Betätigungskeile in Querrich­ tung sollte dabei innerhalb der Selbsthemmung durch Reibung liegen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei­ spielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigen

Fig. 1 das grundlegende Prinzip einer ersten Ausfüh­ rungsform der erfindungsgemäßen Einspannvorrich­ tung,

Fig. 2 eine Einspannvorrichtung mit einer für die Auto­ matisierung geeigneten hydraulischen oder pneuma­ tischen Betätigungsvorrichtung,

Fig. 3a bis 3c in Schnittansichten entlang der Linien A-A, B- B, C-C in Fig. 2 mögliche Gleitführungen an den betreffenden Stellen dieser Vorrichtung,

Fig. 3d eine andere mögliche Form der Gleitführung,

Fig. 4 eine zweite Ausführungsform der Einspannvorrich­ tung und

Fig. 5 die Draufsicht auf eine Weiterentwicklung der Einspannvorrichtung nach Fig. 1 oder 2.

In Fig. 1 ist, teilweise in Schnittansicht, das Prinzip der neuen Einspannvorrichtung schematisch dargestellt. In einer sich trapezförmig nach außen verengenden Öffnung 1 eines Spannkopfgehäuses 2 sind die einseitig keilförmigen Spannbacken 3 für einen Prüfling 4 angeordnet; dabei ist der Spannbacken 3 in der linken Hälfte der Fig. 1 in Spannstellung, der in der rechten Hälfte in gelöster Stel­ lung dargestellt. Die keilförmigen Spannbacken 3 liegen mit ihrer breiteren Grundfläche auf der Bodenfläche 19 der Öff­ nung 1 auf. Sie können dort zusätzlich durch eine an sich bekannte Gleitführung (siehe die Fig. 3a bis 3d) senk­ recht zur Achsrichtung K verschiebbar gehalten und geführt. Diese Bewegung wird bewirkt mit Hilfe zweier, mit zwei geneigten Keilflächen 6 und 7 ausgebildeter Betätigungs­ keile 5, die beidseitig zwischen dem Spannkopfgehäuse 2 und den Spannbacken 3 angeordnet sind. Die äußeren Keilflächen 6 der Betätigungskeile 5 sind in ihrer Neigung den einander zugeneigten Seitenflächen 8 der Öffnung 1, ihre inneren Keilflächen 7 der Keilfläche ′9 der Spannbacken 3 so ange­ paßt, daß die Betätigungskeile 5 an diesen Flächen gleitend bewegt werden können. Der Neigungswinkel der Seitenflächen 8 und der Keilflächen 6 ist bezogen auf die Spannrichtung kleiner als der Neigungswinkel der Keilflächen 7 und 9, so daß die Spitze der Betätigungskeile zur Bodenfläche 19 zeigt. Vorzugsweise sind auch die Betätigungskeile 5 dafür jeweils mittels Gleitführungen sowohl in der Keilfläche 9 des Spannbackens 5 als auch in der geneigten Seitenfläche 8 des Spannbackengehäuses 2 gleitend geführt (vergl. dazu Fig. 3a).

Das Einspannen bzw. Lösen eines Prüflings 4 erfolgt durch Auf- und Abbewegen der Betätigungskeile 5 in den Gleitfüh­ rungen entlang der Keilflächen 9 der Spannbacken 5 und Sei­ tenflächen 8 des Spannkopfgehäuses 2. Dies kann durch eine mechanische Betätigungsvorrichtung geschehen, z . B. über einen Klemmhebel, einen Excenter, eine Schlagvorrichtung u. dgl., oder auch durch eine hydraulische oder pneumatische Betätigungsvorrichtung. Letzteres ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Automatisierung oder Vollautomatisierung einer entsprechenden Anlage angestrebt wird (siehe Fig. 2). Werden also die Betätigungskeile 5 entlang der Keilflä­ chen 9 bzw. Seitenflächen 8 abwärts bewegt, so bewegen sich die Spannbacken 3 durch die auf sie an den Keilflächen 7, 9 wirkende Kraftkomponente nur senkrecht zur Achsrichtung bzw. zur Richtung der anschließend aufzugebenden Prüfkraft aufeinander zu und klemmen den Prüfling 4 entgegengesetzt parallel. Wird danach der Prüfling 4 mit einer Kraft K in Zugrichtung belastet, so werden die Probenklemmkräfte ent­ sprechend dieser Zugkraft K über die Betätigungskeile 5 auf das Spannkopfgehäuse 2 übertragen und auch verstärkt. Ent­ sprechend erfolgt nach vollzogener Materialprüfung das Lösen des Prüflings 4 aus der Einspannvorrichtung, indem die Betätigungskeile 5 aufwärts bewegt werden und die Spannbacken 3 sich wiederum nur senkrecht zur Achsrichtung und entgegengesetzt parallel ′voneinander weg bewegen; dazu können die Spannbacken 3 in Löserichtung entsprechend vor­ gespannt sein, z. B. mittels einer Druckfeder.

Da das Spannen und Lösen völlig unabhängig vom Anlegen der Prüfkraft erfolgt und die Spannbacken 3 in der Spannstel­ lung an der Bodenfläche 19 anliegen, ist die Vorrichtung auch für die Materialprüfung auf Druck oder mit Wechsel­ kraft geeignet, es findet bei Anlegen einer Druckkraft lediglich keine Selbstverstärkung der Klemmkraft statt.

Das Besondere an dieser neuen Einspannvorrichtung ist jedoch, daß einerseits die Spannbacken 3 sich nur senkrecht zur Achsrichtung bzw. zur Richtung der Prüfkraft K bewegen und andererseits das Spannkopfgehäuse 2 sowohl beim Spannen als auch beim Lösen stehen bleibt, also keine relative Hub­ bewegung zwischen dem Spannkopfgehäuse 2 und den Spannbac­ ken 3 stattfindet. Das hat den Vorteil, daß die Prüflinge nicht mehr um diese Hubhöhe an beiden Enden verlängert wer­ den müssen.

In Fig. 2 ist eine Einspannvorrichtung gemäß Fig. 1 dar­ gestellt, die zusätzlich mit einer pneumatischen (oder hydraulischen) Betätigungsvorrichtung ausgerüstet ist, wodurch eine Automatisierung des gesamten Prüfvorgangs, einschließlich des Einspannens und Lösens des Prüflings, möglich wird. Die mit den in Fig. 1 übereinstimmenden Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Dargestellt ist die Vorrichtung im gespannten Zustand.

Seitlich an den beiden Betätigungskeilen 5 sind sich paral­ lel zur Achs- oder Prüfkraftrichtung erstreckende Zugstan­ gen 10 angebracht, die durch eine Traverse 11 miteinander verbunden sind. An ihren mit der Traverse 11 verbundenen Enden sind die Zugstangen 10 in der Traverse 11 mittels Gleitführungen senkrecht zur Achs- oder Prüfkraftrichtung verschiebbar geführt. Eine dafür geeignete, an sich bekannte, hinterschnittene Gleitführung ist in Fig. 3c als Teilschnitt gemäß der Schnittlinie C-C in Fig. 2 bei­ spielhaft dargestellt. Entsprechend ist in Fig. 3a eine im Zusammenhang mit Fig. 1 bereits erwähnte Gleitführung der Betätigungskeile 5 in den Keilflächen 7 der Spannbacken 3 und den Seitenflächen 8 des Spannkopfgehäuses 2 als Teil­ schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 2 und in Fig. 3b die Gleitführung der Spannbacken 3 in der Bodenfläche 19 der Öffnung 1 im Spannkopfgehäuse 2 als Teilschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 2 dargestellt. Fig. 3d zeigt eine alternative Möglichkeit der Ausführung einer hinterschnit­ tenen Gleitführung.

Die Traverse 11 ist über eine Kolbenstange 12 mit einem in einem Zylinder 13 pneumatisch oder hydraulisch in Achsrich­ tung dicht verschiebbaren Kolben 14 verbunden. In der dar­ gestellten Ausführungsform wird zum Spannen der Vorrichtung der die Kolbenstange 12 umgebende Ringraum 15 im Zylinder 13 über eine erste Druckmittelzuleitung P1 mit Druck beauf­ schlagt, so daß sich der Kolben 14 nach unten in die in Fig. 2 dargestellte Stellung bewegt und über die Kolben­ stange 12, die Traverse 11 und die sich dabei in der Gleit­ führung der Traverse 11 (siehe Fig. 3c) seitlich nach außen bewegenden Zugstangen 10 die Betätigungskeile 5 an den Seitenflächen 8 der Öffnung 1 des Spannkopfgehäuses 2 und den Keilflächen 9 der Spannbacken 3 in den betreffenden Gleitführungen (Fig. 3a) gleitend nach unten bewegt wer­ den, wodurch wiederum die Spannbacken 3 in ihren Gleitfüh­ rungen (Fig. 3b) im Boden 19 der Öffnung 1 des Spannkopf­ gehäuses 2 senkrecht zur Achsrichtung aufeinander zubewegt werden und den Prüfling 4 klemmen. Um nach vollzogener Materialprüfung den Prüfling 4 wieder zu lösen, wird die Stirnseite des Kolbens 14 im Zylinder 13 über eine zweite Druckmittelzuleitung P2 mit Druck beaufschlagt, so daß der Kolben 14, die Kolbenstange 12, die Traverse 11, die Zugstangen 10 und die Betätigungskeile 5 nach oben und die Spannbacken 3 senkrecht zur Achsrichtung auseinander bewegt werden. Zu beachten ist wiederum, daß zwischen dem Spann­ kopfgehäuse 2 und den Spannbacken 3 keine relative Hubbewe­ gung stattfindet.

Fig. 4 zeigt den Längsschnitt durch eine andere Ausfüh­ rungsform einer Einspannvorrichtung mit hydraulischer oder pneumatischer Spannbetätigung. Dabei ist in der linken Hälfte der Schnittansicht die Vorrichtung in gespanntem Zustand in der rechten Hälfte in gelöstem Zustand wiederge­ geben. In der Öffnung 1 des Spannkopfgehäuses 20 sind die keilförmigen Spannbacken 3 im Vergleich zu Fig. 1 und 2 umgekehrt, nämlich mit der Spitze zur Bodenfläche 19 zei­ gend angeordnet, wobei sie mit ihren schmaleren Grundflä­ chen auf der Bodenfläche 19 eines Zwischenbodens 21 glei­ tend und nur senkrecht zur Achs- oder Prüfkraftrichtung aufeinander zu und von einander weg bewegt werden, um den Prüfling zu klemmen oder frei zu geben. Zur Übertragung der Spannkräfte sind beiderseits der Zeichnungsebene nicht dar­ gestellte Gradführungen für die Spannbacken 3 an dem Spann­ kopfgehäuse 20 vorgesehen. Die Betätigungskeile 5 sind in diesem Fall nur mit einer inneren Keilfläche 7, die an der Keilfläche 9 der Spannbacken 5 entlang gleiten kann, ausge­ bildet; die äußere Fläche der Betätigungskeile 5 ist an der Seitenwand 18 der Öffnung 1 abgestützt. In einem unter dem Zwischenboden 21 liegenden Zylinder 22 ist ein Kolben 23 gegen die Zylinderwand abgedichtet auf und ab bewegbar. An seiner dem Zwischenboden 21 zugewandten Stirnfläche sind mit ihm z. B. durch Schraubverbindungen 17 zwei radial außen liegende Schubbolzen 24 fest verbunden, die den Zwischenbo­ den 21 in Durchgangsbohrungen und gegen deren Wand abge­ dichtet bis in die Öffnung 1 des Spannkopfgehäuses 2 durch­ stoßen. Hier sind sie mit den Basisflächen 16 der Betäti­ gungskeile 5 fest verbunden. Der Zylinder 22 ist nach außen durch eine Abschlußplatte 25 dicht abgeschlossen, an der auch Mittel 28 zum Anlegen der Material-Prüfkraft, z. B. eine Zugstange, vorgesehen sind.

Für das Einspannen eines Prüflings wird die von dem Zwi­ schenboden 21 abgewandte Stirnfläche des Kolbens 23 mit Druckmittel beaufschlagt und der Kolben 23 so nach oben bewegt, so daß über die Schubbolzen 24 auch die Betäti­ gungskeile 5, an der Keilfläche 7 der Spannbacken 3 und der Seitenwand 18 der Öffnung 1 gleitend, nach oben geschoben und die Spannbacken 3 senkrecht zur Achsrichtung aufeinan­ der zu bewegt werden und den eingesetzten Prüfling klemmen. Nach vollzogener Materialprüfung wird die dem Zwischenboden 21 zugewandte Beaufschlagungsfläche des Kolbens 23 mit Druckmittel beaufschlagt, so daß der Kolben 23, die Schub­ bolzen 24 und die Betätigungskeile 5 wieder nach unten bewegt werden. Die entsprechend vorgespannten Spannbacken 3 werden senkrecht zur Achsrichtung auf der Bodenfläche 19 des Zwischenbodens 21 in ihren Geradführungen gleitend aus­ einander bewegt und geben den Prüfling frei.

Auch bei dieser Ausführungsform findet keine relative Hub­ bewegung zwischen den Spannbacken 3 und dem Spannkopfge­ häuse 20 statt.

Fig. 5 zeigt die Draufsicht auf den Spannkopf einer Ein­ spannvorrichtung, die eine Weiterentwicklung der Ausfüh­ rungsformen nach Fig. 1 und 2 darstellt und sich von ihnen im wesentlichen dadurch unterscheidet, daß die gleitend aneinander anliegenden Keilflächen der Betätigungskeile 5 und der Spannbacken 3 nicht nur in vertikaler, sondern auch in horizontaler Richtung, also quer zur Richtung der anzu­ legenden Prüfkraft, also doppelt geneigt sind. An ihren beiden Längsseiten sind diese Betätigungskeile 5 durch Stege 26, z. B. durch Verschraubung, miteinander fest ver­ bunden, wodurch ein gleichmäßiger Vorschub der Spannbacken 3 senkrecht zur anzulegenden Prüfkraft gewährleistet wird. Die Betätigungskeile 5 sind in diesem Fall im Spannkopfge­ häuse 2 sowohl vertikal als auch horizontal für den Klemm- bzw. Lösevorgang bewegbar und es können Klemmkräfte in bei­ den Richtungen von den Betätigungskeilen 5 auf die Spann­ backen 3 übertragen werden, um den Prüfling 4 zu klemmen. Die Keilwinkel 27 der aneinander anliegenden Keilflächen der Betätigungskeile 5 und der Spannbacken 3 liegen dabei, insbesondere in Querrichtung, stets im Bereich der Selbst­ hemmung durch Reibung. Die Bewegung der Betätigungskeile 5 kann wiederum mechanisch durch eine Schlag- , Hebel- oder Excentervorrichtung oder hydraulisch bzw. pneumatisch erfolgen.

Claims (14)

1. Einspannvorrichtung für den Prüfling in Materialprüf­ maschinen, bei der die den Prüfling klemmenden, keilförmig ausgebildeten Spannbacken in einem Spann­ kopfgehäuse senkrecht zur Achsrichtung bzw. zur zu Materialprüfzwecken aufzugebenden Prüfkraft in einer Gleitführung aufeinander zu und voneinander weg beweg­ bar sind, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannkopfge­ häuse (2) feststehend ist und eine Öffnung (1) auf­ weist, auf deren Bodenfläche (19) gleitend die keilför­ migen Spannbacken (3) in senkrechter Richtung zur Achs­ richtung bzw. zur anzulegenden Prüfkraft mit Hilfe von Betätigungskeilen (5) aufeinander zu und voneinander weg bewegbar sind, wozu die Betätigungskeile (5) einer­ seits an den Seitenflächen (8) der Öffnung (1) und andererseits an den vom Prüfling (4) abgewandten Keil­ flächen (9) der Spannbacken (3) anliegend und auf ihnen gleitend in Achsrichtung bzw. in Richtung der anzule­ genden Prüfkraft auf und ab bewegbar sind.

2. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Spannbacken (3) auf der Bodenfläche (19) der Öffnung (1) im Spannkopfgehäuse (2) in hinter­ schnittenen Gleitführungen geführt sind.

3. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungskeile (5) an der jeweils zugehörigen Seitenfläche (8) der Öffnung (1) im Spannkopfgehäuse (2) und der Keilfläche (9) der Spann­ backen (3) in hinterschnittenen Gleitführungen geführt sind.

4. Einspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflä­ chen (8) der Öffnung (1) im Spannkopfgehäuse (2) diese Öffnung (1) nach außen trapezförmig verengend einander zugeneigt sind und die Betätigungskeile (5) je zwei Keilflächen (6 und 7) aufweisen, von denen die äußere (6) der Seitenfläche (8) der Öffnung (1) und die innere (7) der Keilfläche (9) des Spannbackens (3) angepaßt ist.

5. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenflächen (8) der Öffnung (1) im Spannkopfgehäuse (2) senkrecht zur Boden­ fläche (19) verlaufen und die Betätigungskeile (5) je eine an diese Seitenfläche (8) angepaßte Außenfläche (18) und eine an die Keilfläche (9) der Spannbacken (3) angepaßte innere Keilfläche (7) aufweisen.

6. Einspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen (9) der Spannbacken (3) nach außen einander zugeneigt sind.

7. Einspannvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Keilflächen (9) der Spannbacken (3) in Richtung auf die Bodenfläche (19) der Öffnung (1) einander zugeneigt sind.

8. Einspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (3) in Löserichtung vorgespannt sind.

9. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 oder 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Betäti­ gungskeile (5) mit Hilfe einer mechanischen Betäti­ gungsvorrichtung, z. B. einer Schlag-, Hebel- oder Excentervorrichtung, bewegbar sind.

10. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungskeile (5) durch eine pneumatische oder hydraulische Spannvorrich­ tung betätigbar sind.

11. Einspannvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß seitlich an den Betätigungskeilen (5) Zugstangen (10) angeordnet sind, deren andere Enden mit einer Traverse (11) verbunden und in dieser mittels Gleitführungen verschiebbar sind, und daß die Traverse (11) mittig mit der Kolbenstange (12) eines in einem Zylinder (13) dicht verschiebbaren und in beiden Rich­ tungen mit Druckmittel beaufschlagbaren Kolbens (14) verbunden ist.

12. Einspannvorrichtung nach einem der Ansprüche 5, 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannkopfgehäuse (2) einstückig mit einem Zylinder (22) ausgebildet ist und die Öffnung (1) des Spannkopfgehäuses (20) durch einen Zwischenboden (21) vom nach außen abgedichteten Zylinder (22) getrennt ist, wobei in dem Zylinder (22) ein Hauptkolben (23) in beide Richtungen hydraulisch oder pneumatisch dicht verschiebbar ist und an der dem Zwischenboden (21) zugewandten Fläche des Hauptkolbens (23) radial außen und einander gegenüberliegend zwei Schubbolzen (24) angeordnet sind, die den Zwischenboden (21) in entsprechenden Bohrungen und gegen deren Wand abgedichtet bis in die Öffnung (1) des Spannkopfgehäu­ ses (20) durchstoßen und dort mit den Basisflächen (16) der Betätigungskeile (5) fest verbunden sind.

13. Einspannvorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinander anliegenden Keilflächen (27) der Betätigungskeile (5) und der Spannbacken (3) sowohl in als auch quer zur Achsrichtung geneigt sind, daß die Betätigungskeile (5) an ihren Außenflächen durch Stege (26) miteinander ver­ bunden und sowohl in als auch quer zur Achsrichtung verschiebbar sind.

14. Einspannvorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Keilwinkel der Keilflächen (27) innerhalb der Selbsthemmung durch Reibung liegt.