DE19840422C2

DE19840422C2 - Device for clamping samples for tensile / compression tests

Info

Publication number: DE19840422C2
Application number: DE19840422A
Authority: DE
Inventors: Ralf Westerheide; Walter Weinschenk; Markus Lenski; Erhard Haas
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1998-09-04
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2001-11-15
Anticipated expiration: 2018-09-05
Also published as: DE19840422A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Einspannung von Proben, insbesondere von Rundzugproben aus Metall oder nicht-metallischen anorganischen Ver bindungen, für einachsige Zug-, Druck- oder Zug-Druck- Prüfungen.The invention relates to a device for Clamping specimens, especially round specimens made of metal or non-metallic inorganic Ver bindings, for uniaxial tension, compression or tension-compression Exams.

Derartige Vorrichtungen werden für die Prüfung von Komponenten aus unterschiedlichen, in der Regel für spezielle Anwendungen entwickelten Materialien ein gesetzt, die bei ihrem bestimmungsgemäßen Einsatz hohen thermischen und mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt sind. Beispiele hierfür sind Einsatzgebiete, bei denen hohe Betriebstemperaturen auftreten, wie der Bereich der Energieerzeugung oder die chemische Industrie.Such devices are used for testing Components from different, usually for special applications developed materials set the high when used as intended exposed to thermal and mechanical stress are. Examples of this are application areas in which high operating temperatures occur as the area of energy generation or the chemical industry.

Zur Überprüfung der Beständigkeit der einzuset zenden Komponenten werden im Vorfeld Tests durch geführt, die aus einachsigen Zug- und Druckprüfungen bei erhöhten Temperaturen bestehen.To check the durability of the insert components are tested in advance led out of uniaxial tensile and compression tests exist at elevated temperatures.

Bekannte kommerziell erhältliche Vorrichtungen zur Durchführung dieser Tests berücksichtigen jedoch nicht die heutzutage geforderten hohen Prüftemperaturen. So werden in der Regel nur Temperaturen von maximal 1300- 1500°C erreicht. Die maximale Höhe der Prüftemperatur ist dabei durch den Temperaturunterschied zwischen der Temperatur des Prüflings bzw. der Probe und der Tem peratur der Einspannvorrichtung begrenzt. Known commercially available devices for However, performing these tests does not take into account the high test temperatures required today. So As a rule, temperatures of a maximum of 1300- 1500 ° C reached. The maximum height of the test temperature is due to the temperature difference between the Temperature of the test object or the sample and the tem temperature of the clamping device limited.

Die Druckschrift US 5 512 727 offenbart eine Einspannvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patent anspruches 1 zur einachsigen Prüfung von Proben bei erhöhten Temperaturen. Diese Vorrichtung hat einen Hauptkörper zur Aufnahme eines Einspannelementes für die Probe, der ein oder mehrere Heizelemente zur Erwärmung des Hauptkörpers im Bereich des Einspann elementes aufweist. Durch diese Anordnung lassen sich thermisch induzierte Spannungen bei Prüfung unter hohen Temperaturen verringern.US 5 512 727 discloses one Clamping device according to the preamble of the patent Claim 1 for uniaxial testing of samples elevated temperatures. This device has one Main body for receiving a clamping element for the sample containing one or more heating elements Heating of the main body in the area of the clamping has element. This arrangement allows thermally induced voltages when tested under high Reduce temperatures.

Für die Durchführung der Prüfungen ist eine genaue Justage der Probe unerläßlich. Eine ungenaue Justage führt zu falschen Prüfergebnissen, da beispielsweise bei einem Axialversatz der Probe unerwünschte Rand brüche auftreten können. Bei den bekannten Systemen ist die Justage der Probe sehr aufwendig. In der Regel wird hierfür zunächst ein sog. Justierteller in die Vor richtung eingesetzt, anhand dessen das System justiert wird. Anschließend wird der Justierteller entfernt und eine Hilfsprobe mit entsprechend angebrachten Dehnungs meßstreifen wird eingespannt. Anhand dieser Dehnungs meßstreifen wird eine noch vorhandene Asymmetrie erkannt, wonach die Hilfsprobe wieder entfernt und die Justierteller erneut für die weitere Justage eingesetzt werden. Die gesamte Justage erfordert somit einen iterativen Prozeß mit Hilfe eines Versuchswerkzeuges (Hilfsprobe), der sich aufgrund von Fertigungs toleranzen des Justiertellers wie auch der Probe in die Länge ziehen kann.For the execution of the tests is an exact Adjustment of the sample is essential. An inaccurate adjustment leads to incorrect test results because, for example in the event of an axial offset of the sample, undesirable edge breaks can occur. In the known systems the adjustment of the sample is very complex. Usually will first a so-called adjustment plate in the front direction used to adjust the system becomes. Then the adjustment plate is removed and an auxiliary sample with appropriately attached elongation measuring strip is clamped. Based on this stretch Measuring strip becomes an existing asymmetry recognized, after which the auxiliary sample removed and the Adjustment plate used again for further adjustment become. The entire adjustment therefore requires one iterative process using an experimental tool (Auxiliary sample), which is due to manufacturing tolerances of the adjustment plate as well as the sample in the Can pull length.

Eine verbesserte Möglichkeit zur Justierung der Probe ist in der Druckschrift DE 37 31 460 beschrieben. Sie zeigt eine Einspannvorrichtung für einen Belastungsrahmen zur Materialprüfung mit einer Einspannplatte zum Einspannen eines länglichen Prüf stückes, wobei die Einspannvorrichtung eine Konzen trizitätseinstelleinrichtung und eine Winkeleinstell einrichtung umfaßt, womit die Längsachse des Prüfstückes und die Belastungsachse aufeinander ausgerichtet werden können. Bei dieser Vorrichtung handelt es sich jedoch um eine "Kalteinspann vorrichtung", bei der das Einspannelement gekühlt wird, während nur der Bereich der Probe außerhalb der Einspannung einer hohen Temperatur ausgesetzt ist.An improved way to adjust the Sample is described in the publication DE 37 31 460. It shows a jig for one Load frame for material testing with a Clamping plate for clamping an elongated test piece, the jig a Konzen Tricity adjustment device and an angle adjustment device comprises, whereby the longitudinal axis of the Test piece and the load axis on each other can be aligned. With this device however, it is a "cold chuck device "in which the clamping element is cooled, while only the area of the sample outside the Clamping is exposed to a high temperature.

Mit den meisten Einspannsystemen können entweder Zug- oder Druck-Versuche durchgeführt werden. Bei gleicher Einspannung ist hierbei jedoch kein Last wechsel mit Umkehr der Kraftflußrichtung möglich. Dies hat den Nachteil, daß für die Gesamtprüfung unter schiedliche Einspannsysteme eingesetzt werden müssen, so daß jeweils eine Neujustage erforderlich ist.With most clamping systems you can either Pull or push tests can be carried out. At However, the same clamping is not a load change possible with reversal of the direction of force flow. This has the disadvantage that for the overall test under different clamping systems have to be used, so that a new adjustment is required in each case.

Weiterhin benötigen alle der oben genannten bekannten Vorrichtungen eine besondere Geometrie der Prüfstücke mit entsprechenden verbreiterten Enden für die Einspannung.Furthermore, all of the above require known devices have a special geometry Test pieces with corresponding widened ends for the restraint.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Einspannung von Proben einfacher Geometrie für einachsige Zug-/Druckprüfungen anzugeben, die eine vereinfachte Justage der Probe ermöglicht, und mit der sowohl Zug- als auch Druckprüfungen ohne aufwendige Neujustage oder Neumontage beim Wechsel zwischen Zug- und Druckprüfung durchgeführt werden können. The object of the present invention is therein, a device for clamping samples simple geometry for uniaxial tensile / compression tests specify a simplified adjustment of the sample enables, and with the both train and Pressure tests without time-consuming readjustment or New assembly when changing between tensile and compression test can be carried out.

Die Aufgabe wird mit der Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.The object is achieved with the device according to claim 1 solved. Advantageous refinements are the subject of subclaims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einem Einspannelement in Form einer Doppelkonushülse und einem Hauptkörper zur Aufnahme des Einspannelementes. Im Hauptkörper sind ein oder mehrere Heizelemente zur Erwärmung des Hauptkörpers im Bereich des Einspannelementes vorgesehen. Der Hauptkörper weist weiterhin Justageelemente zur Justierung der Lage des Einspannelementes relativ zu einer Bezugsachse des Hauptkörpers auf, die durch die Lage eines am Hauptkörper vorgesehenen Verbindungselementes zu einer Prüfmaschine festgelegt ist.The device according to the invention consists of a Clamping element in the form of a double cone sleeve and a main body for receiving the clamping element. One or more heating elements are in the main body Heating the main body in the area of the Clamping element provided. The main body points continue adjustment elements for adjusting the position of the Clamping element relative to a reference axis of the Main body, which by the location of an am Main body provided connecting element to a Testing machine is set.

Durch den Einsatz einer Doppelkonushülse zur Probeneinspannung ergibt sich der besondere Vorteil, daß sowohl Zug- als auch Druckversuche auf einfache Weise, d. h. ohne Wechsel der Einspannung, durchgeführt werden können. Die Doppelkonushülse bewirkt zudem eine gleichmäßige Einspannung der Proben und einen Ausgleich eventueller Fertigungstoleranzen der Proben ohne Einfluß auf die Justage und das Prüfergebnis.By using a double cone sleeve for Specimen clamping gives the particular advantage that both tensile and compressive tests on simple Way, d. H. without changing the clamping can be. The double cone sleeve also causes one uniform clamping of the samples and compensation possible manufacturing tolerances of the samples without Influence on the adjustment and the test result.

Weiterhin wird durch den Doppelkonus der Einsatz einer sehr einfachen, zylinderförmigen Probengeometrie, ohne die im Stand der Technik häufig erforderlichen konischen Formen oder Schulterflächen (vgl. z. B. Committee Draft ISO/CD 15490 v. 17.9.1997: "Fine ceramics - Test method for tensile strength of monolithic ceramics at room temperature"), ermöglicht. Dies wirkt sich vorteilhaft auf die Kosten für die Bereitstellung der Proben aus. Furthermore, the use of the double cone a very simple, cylindrical sample geometry, without those often required in the prior art conical shapes or shoulder surfaces (see e.g. Committee Draft ISO / CD 15490 v. September 17, 1997: "Fine ceramics - Test method for tensile strength of monolithic ceramics at room temperature "). This has a beneficial effect on the cost of the Provision of samples.

Die Adaption der erfindungsgemäßen Vorrichtung, im folgenden auch als Spannsystem bezeichnet, an eine Prüfmaschine ist entkoppelt vom Kraftfluß, der zur Probeneinspannung notwendig ist. Durch diese Entkoppelung von Spannkrafterzeugung und Adaption an eine Prüfmaschine wird in vorteilhafter Weise eine Justierung bei eingespannter Probe ermöglicht. Für die Justierung ist hierbei kein Hilfswerkzeug erforderlich.The adaptation of the device according to the invention, in hereinafter also referred to as a clamping system Testing machine is decoupled from the power flow that leads to the Sample clamping is necessary. Through this Decoupling of clamping force generation and adaptation a testing machine is advantageously a Adjustment with clamped specimen possible. For the No auxiliary tools are required for adjustment.

Durch die Möglichkeit der Justierung des Spann systems bei eingespannter Probe zum Ausgleich von Axialversatz oder Radialversatz wird der gesamte Justiervorgang vereinfacht.Due to the possibility of adjusting the instep systems with clamped specimen to compensate for Axial misalignment or radial misalignment becomes the entire Adjustment process simplified.

Durch eine Konstruktion, die entweder thermische Dehnungen ausgleicht oder zu symmetrisch verteilten Dehnungen führt, wird die Justierung unabhängig von Temperaturerhöhungen des Spannsystems. Dies wird insbesondere durch den symmetrischen Aufbau der Vor richtung bei entsprechender Wahl der eingesetzten Materialien erreicht.With a design that is either thermal Compensates for strains or is distributed too symmetrically Stretches, the adjustment becomes independent of Temperature increases in the clamping system. this will especially through the symmetrical structure of the front direction with appropriate choice of the used Materials reached.

Durch die einfache und temperaturunabhängige Justagemöglichkeit kann die Probe sowohl im kalten als auch im vorgeheizten Zustand gespannt werden.Because of the simple and temperature-independent The sample can be adjusted both in cold and can also be tensioned in the preheated state.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgt die Einspannung außerhalb der zur Erzeugung der Prüf temperatur notwendigen Wärmequelle. Diese Wärmequelle kann beispielsweise ein Ofen sein, der die Probe zwischen beiden Einspannstellen, d. h. auf einer Länge von etwa 5 bis 15 cm, umschließt.In the device according to the invention, the Clamping outside of that for the generation of the test temperature necessary heat source. This heat source can be, for example, an oven holding the sample between the two clamping points, d. H. on one length from about 5 to 15 cm.

In einer bevorzugten Ausführungsform kann das Spannsystem unabhängig von der Prüftemperatur bis auf ca. 400°C aufgeheizt werden, so daß der Temperatur gradient zwischen dem Prüfquerschnitt der Probe und dem Einspannquerschnitt verringert wird. Durch eine Erwär mung des Spannsystems werden thermisch induzierte Span nungen bei Prüfung unter hohen Temperaturen verringert. Hierdurch wird insbesondere die obere Grenze für die Prüftemperatur deutlich erhöht.In a preferred embodiment, the Clamping system regardless of the test temperature up to 400 ° C to be heated so that the temperature gradient between the test cross section of the sample and the Clamping cross section is reduced. By heating The clamping system uses thermally induced chips reduced when testing under high temperatures. As a result, the upper limit for the Test temperature increased significantly.

Zur Aufheizung sind hierbei Heizelemente im Spannsystem vorgesehen, die vorzugsweise als Heiz patronen in Form von elektrisch beheizten Metallstiften mit Durchmessern von wenigen Millimetern realisiert sind.For heating, there are heating elements in the Clamping system provided, preferably as a heater cartridges in the form of electrically heated metal pins realized with diameters of a few millimeters are.

Besondere Merkmale der Vorrichtung sind die Möglichkeit zur Temperierung, die Verwendungsmöglich keit sowohl für Zug- als auch für Druckversuche bei gleicher Einspannung und die einfache Art der Jus tierung bei eingespannter Probe.Special features of the device are the Possibility of tempering, the possible use for both tensile and compressive tests equal tension and the simple nature of the jus with clamped specimen.

Das erfindungsgemäße Spannsystem wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals näher erläutert. Hierbei zeigenThe tensioning system according to the invention is as follows using an exemplary embodiment in connection with the Drawings explained in more detail. Show here

Fig. 1 eine Gesamtansicht zweier Beispiele einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie sie in einer Prüfmaschine einsetzbar ist; und Fig. 1 is an overall view of two embodiments of a device according to the invention, as can be used in a testing machine; and

Fig. 2 eine Gegenüberstellung einer einseitigen und einer doppelseitigen Konushülse. Fig. 2 is a comparison of a one-sided and a double-sided cone sleeve.

Fig. 1 zeigt die Gesamtansicht des erfindungs gemäßen Spannsystems in einer bevorzugten Aus führungsform. In der Figur sind zwei Spannsysteme mit z. T. unterschiedlichen Querschnittsansichten darge stellt, die sich nur in der Ankopplung an eine Prüf maschine unterscheiden. Der Prüfling wird an jeweils einem Ende zwischen die beiden Spannsysteme einge spannt. Fig. 1 shows the overall view of the inventive clamping system in a preferred embodiment. In the figure, two clamping systems with z. T. represents different cross-sectional views that differ only in the coupling to a testing machine. The test specimen is clamped at one end between the two clamping systems.

Die beiden in den wesentlichen Zügen baugleichen Einheiten, die im oberen und unteren Teil der Figur dargestellt sind, werden im folgenden beschrieben.The two are identical in their basic features Units in the upper and lower part of the figure are described below.

Jede Vorrichtung besteht aus dem Hauptkörper 1 zur Aufnahme eines Einspannelementes 2. Der Hauptkörper 1 hat an seinem hinteren Ende eine Kupplung 9 zur Befes tigung an einer Prüfmaschine. Diese Kupplung kann, wie aus dem Unterschied zwischen oberem Hauptkörper und unterem Hauptkörper in Fig. 1 ersichtlich ist, unter schiedliche Formen aufweisen. Die jeweils geeignete Form hängt von der Befestigungseinheit der Prüfmaschine ab.Each device consists of the main body 1 for receiving a clamping element 2 . The main body 1 has at its rear end a coupling 9 for attachment to a testing machine. This coupling can, as can be seen from the difference between the upper main body and lower main body in Fig. 1, have different shapes. The appropriate form depends on the mounting unit of the testing machine.

Der Hauptkörper 1 weist unterschiedliche Justage elemente auf, um einen Axial- oder Radialversatz der im Einspannelement 2 eingespannten Probe korrigieren zu können. Als Justageelemente für die Grobjustierung dienen hierbei das Keilspannzeug 3 und die Zylinder schrauben 4, die eine Verschiebung der Gesamteinheit gegenüber der Adaptionsplatte 14 ermöglichen. Die Fein justierung wird mittels der Einstellringe 5 vorgenom men. Diese setzen sich aus zwei nur geringfügig von der Planparallelität abweichenden drehbaren Scheiben zusammen.The main body 1 has different adjustment elements in order to be able to correct an axial or radial offset of the specimen clamped in the clamping element 2 . As alignment elements for the coarse adjustment here the wedged clamping device 3 and the cylinder are screw 4, which enable a displacement of the entire unit with respect to the adapter plate fourteenth The fine adjustment is made using the setting rings 5 . These consist of two rotatable disks that only slightly deviate from plane parallelism.

Ein wesentliches Merkmal ist das Einspannelement 2, das die Kraftübertragung vom Spannsystem auf die Probe gewährleistet. Die Krafterzeugung findet im vorliegenden Beispiel durch hydraulisch übertragenen Druck statt. Hierbei wird in einer im Hauptkörper vorgesehenen Kammer 14 ein Druck aufgebaut, mit dem ein in Längsachse des Hauptkörpers verschiebbarer Kolben 6 über eine Spannscheibe 7 die Konushülse (als Einspann element 2) gegen einen Gegenkörper 11 am Hauptkörper drückt. Auf diese Weise wird die Einspannwirkung der Hülse erzeugt und eine zuverlässige Einspannung der Probe bewirkt.An essential feature is the clamping element 2 , which ensures the power transmission from the clamping system to the sample. In the present example, the force is generated by hydraulically transmitted pressure. In this case, a pressure is built up in a chamber 14 provided in the main body, with which a piston 6 displaceable in the longitudinal axis of the main body presses the conical sleeve (as a clamping element 2 ) against a counter body 11 on the main body via a tensioning disk 7 . In this way, the clamping action of the sleeve is generated and the sample is reliably clamped.

Das Einspannelement ist in der Form einer Doppelkonushülse 2B ausgeführt, wie in Fig. 2 dargestellt. Diese Doppelkonushülse wird gegen den mit gleichem Winkel versehenen Gegenkörper 11 gedrückt, so daß der Innendurchmesser der Hülse verkleinert wird und damit die Probe 15 einspannt. Die zweiseitige konus förmige Ausführung dieser Spannhülse bringt gegenüber einer Hülse mit einseitigem Konus den Vorteil, daß Kräfte in Zug- und Druckrichtung gleichermaßen aufge nommen werden. Wenn sich also ein Konus durch Luft im System leicht lockert, wird die Verspannung des in entgegengesetzter Richtung angeordneten Konussitzes erhöht. Die Doppelkonushülse 2B ist von beiden Seiten geschlitzt, so daß Unterschiede vom Probenschaft zum Bohrungsdurchmesser der Spannhülse über die gesamte Baulänge der Spannhülse ausgeglichen werden (vgl. Fig. 2). Somit werden Spannungsspitzen in der Probe 15 durch ungleichmäßigen Kontakt der Spannhülse zur Probe ver hindert.The clamping element is designed in the form of a double cone sleeve 2 B, as shown in Fig. 2. This double cone sleeve is pressed against the counter body 11 provided with the same angle, so that the inside diameter of the sleeve is reduced and the sample 15 is thus clamped. The two-sided conical design of this adapter sleeve has the advantage over a sleeve with a one-sided cone that forces in the tensile and compressive directions are taken up equally. If a cone is loosened slightly by air in the system, the tension of the cone seat arranged in the opposite direction is increased. The double-cone sleeve 2 B is slotted from both sides, so that differences from the sample shaft to the bore diameter of the adapter sleeve are compensated for over the entire length of the adapter sleeve (cf. FIG. 2). Thus, voltage peaks in the sample 15 are prevented by uneven contact of the adapter sleeve to the sample.

Dies ist in der Fig. 2 bei der Gegenüberstellung einer Spannhülse in Form eines einseitigen Konus 2A und einer Spannhülse in Form eines zweiseitigen Konus 2B zu erkennen. Die Spannhülse mit einseitigem Konus 2A hat eine korrekte Einspannwirkung nur bei korrektem Proben durchmesser (Fig. 2a). Ist der Probendurchmesser auf grund von Fertigungstoleranzen zu klein (Fig. 2b) oder zu groß (Fig. 2c), so erfolgt keine korrekte Einspan nung und es besteht die Gefahr von Fehlmessungen bzw. unerwünschten Brüchen. Bei Verwendung der Spannhülse mit Doppelkonus 2B wird hingegen auch bei größeren oder kleineren Probendurchmessern eine korrekte, flächige Einspannung erreicht.This can be seen in FIG. 2 when a clamping sleeve in the form of a one-sided cone 2 A and a clamping sleeve in the form of a two-sided cone 2 B are compared. The adapter sleeve with one-sided cone 2 A has a correct clamping effect only if the sample diameter is correct ( Fig. 2a). If the sample diameter is too small ( Fig. 2b) or too large ( Fig. 2c) due to manufacturing tolerances, there is no correct clamping and there is a risk of incorrect measurements or undesirable breaks. When using the adapter sleeve with double cone 2 B, however, correct, flat clamping is achieved even with larger or smaller sample diameters.

Die Genauigkeit der Justierung wird durch das Spiel zwischen Druckkolben 6 und Hauptkörper dadurch bestimmt, daß die Spannhülse von der Spannscheibe 7, die eine fixierte Verbindung 12 zum Druckkolben 6 hat, geführt wird.The accuracy of the adjustment is determined by the play between the pressure piston 6 and the main body in that the clamping sleeve is guided by the clamping disc 7 , which has a fixed connection 12 to the pressure piston 6 .

Durch die Entkoppelung der bewegten Teile, die zur Erzeugung der Spannkraft notwendig sind, von der Befestigung an dem zum Einsatz des Gesamtsystems not wendigen Prüfrahmen, kann die Justierung bei einge spannter Probe erfolgen. Die Justierung vom Plan- und Radialausgleich kann voneinander getrennt durchgeführt werden. Dadurch wird die Justierung zusätzlich ver einfacht, und es wird ein wesentlich kürzerer Zeit aufwand gegenüber gekoppelter Justierung nötig.By decoupling the moving parts, which are used for Generation of the clamping force are necessary from the Attachment to the for use of the overall system agile test frame, the adjustment can be turned on tense test. The adjustment of the plan and Radial compensation can be carried out separately become. As a result, the adjustment is additionally ver simple, and it will be a much shorter time effort compared to coupled adjustment necessary.

Mit dem dargestellten Spannsystem können Proben durchmesser bis zu 16 mm eingespannt werden. Die Spannkraft, die auf die Probe wirkt, ist während der gesamten Prüfdauer streng definiert.With the clamping system shown, samples can be taken diameters up to 16 mm can be clamped. The resilience that acts on the sample is during the strictly defined over the entire test period.

Die Konstruktion ist im Bereich zwischen den Einstellringen 5 und dem Einspannelement 2 hinsichtlich der Symmetrie so konstruiert, daß eine Erwärmung durch die zusätzlich vorgesehenen Heizpatronen 8 eine gleich mäßige, nicht zur Verdrehung oder zur Verkippung führende Ausdehnung der Komponenten bewirkt. Dadurch ist das Einhalten der bei Raumtemperatur durchgeführten Justierung, auch bei Prüftemperatur bzw. bei Tempe rierung des Spannsystems bis auf 400°C gewährleistet.The construction is constructed in the area between the setting rings 5 and the clamping element 2 with regard to the symmetry so that heating by the additionally provided heating cartridges 8 causes a uniform expansion of the components which does not lead to twisting or tilting. This ensures compliance with the adjustment carried out at room temperature, even at the test temperature or when the clamping system is tempered up to 400 ° C.

Die Erwärmung erfolgt nur in ca. einem Drittel des Volumens der Einspannung, welches der Probe am nächsten kommt. Der übrige Teil des Spannsystems ist hinsicht lich des Wärmeflußes weitgehend entkoppelt und wird vorzugsweise über zusätzlich vorgesehene Kühlschlangen im Hauptkörper gekühlt, damit notwendige Dichtungs elemente keine unzulässig hohen Temperaturen erfahren.The heating takes place in only about a third of the Volume of the fixture closest to the sample is coming. The rest of the tensioning system is important Lich largely decoupled from the heat flow and is preferably via additionally provided cooling coils cooled in the main body, thus necessary sealing elements do not experience impermissibly high temperatures.

Das Erwärmungselement stellt ein sehr vorteil haftes Merkmal des Spannsystems dar, da dadurch der Temperaturgradient zwischen Prüfquerschnitt und Einspannquerschnitt reduziert werden kann. Diese Reduktion ermöglicht einerseits die Verwendung kürzerer Proben, und andererseits werden die thermisch induzierten Spannungen, die bei gering duktilen Werk stoffen zum nicht prüfungsbedingten Bruch der Probe außerhalb des Prüfquerschnitts führen können, herab gesetzt. The heating element is very advantageous is an important feature of the clamping system, as Temperature gradient between test cross section and Clamping cross section can be reduced. This On the one hand, reduction enables the use of shorter ones Samples, and on the other hand, the thermal induced stresses at low ductile work substances for the non-test-related breakage of the sample lead outside the test cross-section set.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform kann die Erwärmung der Probe, insbesondere in Fällen niedriger Prüftemperaturen von weniger als 400°C, durch Wärmeleitung an den Einspannpunkten direkt über die eingebaute Heizung 8 erfolgen, so daß keine externe Heizquelle mehr nötig ist. Dies führt zu einer gleich mäßigen Aufheizung der Probe. Hierzu kann zur besseren Wärmekonstanz ein Wärmepuffer um die Probe vorgesehen sein.In a particularly preferred embodiment, the sample can be heated, in particular in cases of low test temperatures of less than 400 ° C., by heat conduction at the clamping points directly via the built-in heater 8 , so that an external heat source is no longer necessary. This leads to an even heating of the sample. For better heat consistency, a heat buffer can be provided around the sample.

Die Anwendung des Systems wurde mit 170 mm langen Proben bis zu 1400°C Prüftemperatur im Prüfquerschnitt (Länge 25 mm) überprüft. Bei 240 mm langen Proben aus Siliciumcarbid, welches als guter Wärmeleiter gilt, wurden bei gleicher Länge des Prüfbereichs 1600°C Prüftemperatur realisiert. In beiden Fällen traten keine thermisch induzierten Brüche auf, und es wurden keine Schädigungen im Einspannungsbereich oder im Übergang vom Einspannungsbereich zum Prüfquerschnitt beobachtet. Die sehr einfache Prüfkörpergeometrie ermöglichte zudem bei den heutigen fertigungstechnisch möglichen Toleranzeinhaltungen in der Probenfertigung eine Prüfung einer Vielzahl von Proben, ohne daß eine erneute Justierung notwendig wurde. Die Versuchszeiten lagen zwischen wenigen Sekunden und mehreren Tagen.The application of the system was 170 mm long Samples up to 1400 ° C test temperature in the test cross section (Length 25 mm) checked. For 240 mm long samples Silicon carbide, which is considered a good heat conductor, were 1600 ° C with the same length of the test area Test temperature implemented. In both cases occurred no thermally induced breaks on it, and there were no damage in the clamping area or in the Transition from the clamping area to the test cross-section observed. The very simple specimen geometry also enabled today's manufacturing technology possible tolerance compliance in sample production an examination of a large number of samples without one readjustment became necessary. The trial times ranged from a few seconds to several days.

Claims

1. Device for clamping samples for tensile / pressure tests, consisting of a clamping element ( 2 ) for clamping the sample and a main body ( 1 ) for receiving the clamping element ( 2 ), the main body ( 1 ) one or more Heating elements ( 8 ) for heating the main body in the region of the clamping element ( 2 ), characterized in that the clamping element ( 2 ) is a double cone sleeve, and the main body adjusting elements ( 3 , 4 , 5 ) for adjusting the position of the clamping element relative to has a reference axis of the main body.

2. Device according to claim 1, characterized in that the heating elements ( 8 ) for heating the main body ( 1 ) to a temperature of up to 400 ° C in the region of the clamping element ( 2 ) are designed.

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that the heating elements ( 8 ) are heating cartridges.

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the main body ( 1 ) has a movably mounted element ( 6 ) in the form of a displaceable piston which is driven by a hydraulic system to effect the clamping.

5. Application of the device according to one of the claims 1 to 4 for use in a testing machine Conducting tensile and / or pressure tests Materials made of non-metallic inorganic Compounds or metals.