DE3827038C2

DE3827038C2 -

Info

Publication number: DE3827038C2
Application number: DE19883827038
Authority: DE
Inventors: Guenter 6101 Messel De Zuber
Original assignee: Carl Schenck AG
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1988-08-10
Filing date: 1988-08-10
Publication date: 1990-08-02
Also published as: DE3827038A1; JPH0280936A

Description

Die Erfindung betrifft eine Einspannvorrichtung zum Einspannen von Proben in Werkstoffprüfmaschinen mit einem Spanngehäuse und zwei im Spanngehäuse geführten keilförmigen Spannbacken, die einander gegenüberliegende Spannflächen aufweisen, sowie keilförmig angeordneten Führungsflächen im Spanngehäuse, an denen die Spannbacken anliegen, so daß bei relativer Bewegung zwischen Spannbacken und Spanngehäuses eine Probe zwischen den Spannbacken bzw. Spannflächen einspannbar ist.

Zum Einspannen oder Verbinden von Bauteilen werden häufig keilförmige Spannelemente eingesetzt. Bei Keilspannzeugen für Prüfmaschinen wurden bisher Spanngehäuse und Spannkeile mit ebenen Keilflächen versehen.

Die Spanngehäuse werden meist als ringförmige, offene Gehäuse ausgebildet, d. h. die Probe kann z. B. von vorn in das Spannzeug eingeführt werden.

Die Herstellung der Keilflächen im Spanngehäuse erfordert einen nicht unerheblichen Aufwand. Durch die an den Seiten der Keilflächen vorhandenen rechtwinkligen Kerben entsteht bei Belastung eine unerwünschte Kerbwirkung, so daß das Spanngehäuse entsprechend groß dimensioniert werden muß.

Bei Bohrfuttern für Bohrmaschinen (DE-PS 28 08 253) werden drei im gleichen Winkelabstand zueinander über den Umfang des Bohrfutters angeordnete Spannelemente verwendet, um ein Werkzeug einzuspannen. Die Spannelemente sind in Zylindersegmenten des Bohrfutters geführt. Für den Einsatz bei Werkstoffprüfmaschinen sind diese Konstruktionen jedoch nicht geeignet.

Weiterhin ist aus der DE-OS 30 31 873 eine Einspannvorrichtung zum Festhalten von mit Gewinde versehenen Probekörpern bekannt. Die Einspannvorrichtung besteht im wesentlichen aus einem Aufnahmekörper mit zentrisch eingebrachter kegeliger Bohrung und in diesen einsetzbare Einspannbuchse. Die Einspannbuchse besteht aus zwei Segmenten, die in ihrer äußeren Form der kegelförmigen Bohrung des Aufnahmekörpers angepaßt sind. Durch die kegelförmige Ausbildung der Bohrung und der daran angepaßten äußeren Form der Einspannbuchse ist eine präzise Fertigung erforderlich. Mit dieser Einspannvorrichtung können nur Proben mit einem bestimmten Probenkopf eingespannt werden, da der Spannbereich nicht veränderbar ist. Aus der US 40 80 824 ist ebenfalls eine Einspannvorrichtung bekannt, bei der die Spannbacken in ihrer äußeren Form kegelförmig ausgebildet sind.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einspannvorrichtung zum Einspannen von Proben in Werkstoffprüfmaschinen zu schaffen, die leicht herzustellen ist und bei der Kerbwirkungen im Spanngehäuse vermieden werden. Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüchen angegebenen Merkmale gelöst. Die Ansprüche betreffen auch Ausgestaltungen der Erfindung.

Durch teilzylindrisch ausgebildete Führungsflächen im Spanngehäuse und dazu passende teilzylindrische Anlageflächen der Spannbacken ergibt sich eine Einspannvorrichtung, bei der die Führungsflächen im Spanngehäuse und die Anlageflächen der keilförmigen Spannbacken durch Bohren bzw. Drehen leicht und einfach herzustellen sind. Kerbwirkungen an den seitlichen Übergängen der zylindrischen Führungsflächen im Spanngehäuse werden vermieden.

Zweckmäßigerweise werden die Führungsflächen im Spanngehäuse und die Anlageflächen der Spannbacken so ausgeführt, daß sie sich über einen Zentriwinkel bis zu 180° erstrecken. Dadurch ergeben sich einfache Ausführungsformen für Spanngehäuse und Spannbacken.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 Schnitt durch ein Spanngehäuse,

Fig. 2 Spanngehäuse mit Spannbacken und Probe (Vertikalschnitt),

Fig. 3 Schnitt A-A (Fig. 2).

In Fig. 1 ist im Vertikalschnitt ein Spanngehäuse 1 dargestellt, in das zwei Bohrungen 2, 2′ mit Bohrungsachsen 3, 3′ eingebracht sind. Die Bohrungen bzw. Bohrungsachsen stehen im Winkel α zur Mittelachse 4 des Gehäuses. Der flache Winkel α stellt den Keilwinkel der Vorrichtung dar. Durch die Bohrungen 2, 2′ entstehen teilzylindrische Führungsflächen 5, 5′ für die Keilspannbacken. Das zwischen den beiden Bohrungen 2, 2′ vorhandene Material 6 des Gehäuses wird bis auf den Durchmesser der Bohrungen entfernt. Dadurch entsteht im Spanngehäuse 1 eine durchgehende Öffnung mit keilförmig verlaufenden teilzylindrischen Anlageflächen bzw. Führungsflächen für die Aufnahme der Spannbacken. Das Spanngehäuse kann ringförmig, oval oder ähnlich ausgebildet sein (s. Fig. 3).

In Fig. 2 ist das Spanngehäuse 1 mit den Führungsflächen 5, 5′, keilförmig ausgebildeten Spannbacken 7, 7′ sowie einer Probe 8 erkennbar. Die Probe 8 wird hierbei an Spannflächen 9, 9′ der Spannbacken 7, 7′ eingespannt. Die Spannflächen 9, 9′ können eben ausgebildet sein oder eine andere, für die Aufnahme der Probe 8 geeignete Form aufweisen.

Die Spannbacken 7, 7′ weisen zylindrisch ausgebildete Anlageflächen (mit Achsen 3, 3′) auf, die an den teilzylindrischen Führungsflächen 5, 5′ des Spanngehäuses 1 anliegen und mit diesen zusammenwirken. Die Achsen 3, 3′ sind identisch mit den Bohrungsachsen 3, 3′ nach Fig. 1. Die Spannbacken und das Spanngehäuse sind an den keilförmig verlaufenden Führungsflächen in axialer Richtung (Richtung der Mittelachse 4) relativ zueinander bewegbar. Zur Führung der Spannbacken ist weiterhin eine Grundplatte 10 vorgesehen. Auf dieser Grundplatte sind die Spannbacken 7, 7′ in Klemmrichtung, d. h. nach innen oder nach außen bzw. gegeneinander, verschiebbar angeordnet. Die Spannflächen sind an den Spannbacken 7, 7′ so gelegt, daß sie etwa im axial mittleren Bereich von den Achsen 3, 3′ der zylindrischen Anlageflächen durchstoßen werden.

Die Spannflächen 9, 9′ der Spannbacken stehen im rechten Winkel zur Grundplatte 10. Ein Verdrehen der Spannbacken um die Achse der teilzylindrischen Führungsflächen, z. B. bei außermittiger Einspannung von Proben, wird durch die Führung der Spannbacken auf der Grundplatte 10 verhindert.

Bei der Einspannvorrichtung kann entweder die Grundplatte 10 oder das Spanngehäuse 1 fest mit der Prüfmaschine verbunden werden (nicht dargestellt).

Zur Betätigung der Vorrichtung wird das jeweils andere Bauteil, also entweder das Spanngehäuse 1 oder die Grundplatte 10, durch eine Betätigungsvorrichtung, z. B. einem hydraulischen Betätigungszylinder, in Richtung der Mittelachse 4 bewegt. Beim Spannvorgang verschieben sich die Klemmbacken 7, 7′ auf der Grundplatte 10 aufgrund der Keilwirkung der Führungsflächen 5, 5′ nach innen und spannen dabei die Probe 8 in bekannter Weise fest. Zum Entklemmen der Probe wird die Grundplatte 10 oder das Spanngehäuse 1 in entgegengesetzter Richtung bewegt, wobei die Klemmbacken 7, 7′ nach außen geführt werden und die Probe 8 freigeben. Die Rückzugsbewegung der Spannbacken wird durch Federn oder Führungselemente, die z. B. zwischen Spannbacken und Spanngehäuse angeordnet sind, bewirkt.

Fig. 3 zeigt die Anordnung von Spanngehäuse 1, Grundplatte 10, Spannbacken 7, 7′ und Probe 8 in einem Axialschnitt (Schnitt A-A, Fig. 2). Das Spanngehäuse ist rund und offen ausgebildet mit einer Einführungsöffnung 11. Durch diese kann die Probe 8 z. B. von vorn in die Vorrichtung bzw. zwischen den Spannbacken 7, 7′ eingeführt werden. In der Darstellung sind weiterhin Führungselemente 12 zur Rückführung der Spannbacken in Lösestellung erkennbar.

Aus Fig. 3 ist entnehmbar, daß die Anlageflächen der Spannbacken 7, 7′ über einen Zentriwinkel bis zu 180° an den Führungsflächen 5, 5′ anliegen. Im oberen Bereich der Keilspannbacken ist dieser Winkel kleiner als 180° (s. a. Fig. 2). Die Spannbacken 7, 7′ können in ihrem unteren, der Grundplatte 10 zugewandten Teil entgegen der Darstellung in Fig. 3 in ihrer Form auch an Öffnung des Spanngehäuses 1 angepaßt sein. Die Grundplatte 10 (Strichpunktiert gezeichnet) ist an die Form der Spannbacken 7, 7′ bzw. an die Öffnung im Spanngehäuse 1 angepaßt.

Die Führungsflächen im Spanngehäuse und die Anlageflächen der Spannbacken können bei entsprechender Gestaltung von Spannbacken und Spanngehäuse auch vollzylindrisch oder teilweise vollzylindrisch ausgebildet werden.

Claims

1. Einspannvorrichtung zum Einspannen von Proben in Werkstoffprüfmaschinen, mit einem Spanngehäuse und zwei im Spanngehäuse geführten keilförmigen Spannbacken, die einander gegenüberliegende Spannflächen aufweisen, sowie keilförmig angeordneten Führungsflächen im Spanngehäuse, an denen die Spannbacken anliegen, so daß bei axialer Bewegung zwischen Spannbacken und Spanngehäuse eine Probe zwischen den Spannbacken bzw. Spannflächen einspannbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen (5, 5′) im Spanngehäuse (1) und die Anlageflächen der Spannbacken (7, 7′) teilzylindrisch ausgebildet sind.

2. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannbacken (7, 7′) auf einer Grundplatte (10) angeordnet und auf dieser in radialer Richtung geführt sind und über die Grundplatte (10) oder das Spanngehäuse (1) betätigt werden.

3. Einspannvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsflächen (5, 5′) im Spanngehäuse (1) und die Anlageflächen der Spannbacken (7, 7′) sich über einen Zentriwinkel bis zu 180° erstrecken.

4. Einspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (3, 3′) der Führungsflächen (5, 5′) im Spanngehäuse (1) einen flachen Keilwinkel (α) aufweisen.

5. Einspannvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (3, 3′) der zylindrischen Anlageflächen der Spannbacken (7, 7′) die Spannflächen (9, 9′) etwa im axial mittleren Bereich durchstoßen.