DE3904903A1 - Einschub fuer das einspannen von duennwandigen hohlprofilen, insbesondere fuer innendruckversuche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, insbesondere für Innendruckversuche, umfassend ein Abstützungsteil 2, 49, 60, dessen Außenquerschnitt kom­ plementär zum Innenquerschnitt des Hohlprofils 1 ist und das eine Innenabstützungsvorrichtung bildet.

Der erfindungsgemäße Einschub für das Einspannen von Hohlpro­ filen ist insbesondere für Versuchseinrichtungen für Festigkeitsver­ suche an dünnwandigen Hohlprofilen bestimmt, welche Ver­ suchseinrichtungen es ermöglichen, an dünnwandigen Hohl­ profilen aller Art unter Zug und/oder Druck, Biegung, Torsion und/oder Innendruck statische und dynamische Fe­ stigkeitsversuche unter definierten, wiederholbaren Ein­ spannbedingungen durchzuführen, und zwar insbesondere derart, daß die verschiedenen Belastungsarten einzeln oder kombiniert "übersprechfrei", d.h. ohne gegenseitige Be­ einflussung aufgebaut und gesteuert bzw. geregelt werden können.

Bei Festigkeitsversuchen an Hohlprofilproben beliebigen Querschnitts unter Zug/Druckkraft, Torsion und/oder Bie­ gung etc. ist es erforderlich, das jeweils zu untersuchende Hohlprofil an seinen beiden Enden mittels je einer Einspann­ vorrichtung einzuspannen, wobei über die eine Einspannvor­ richtung die jeweils mittels eines servohydraulischen Zy­ linders angewandte Last eingeleitet wird, und wobei die andere Einspannvorrichtung das Gegenlager bildet. Während die Pro­ beneinspannung von dickwandigen Hohlprofilen, die sich unter den erforderlichen äußeren Einspanndrücken nicht merklich deformieren, weitgehend unproblematisch ist, ist eine Pro­ beneinspannung von dünnwandigen Hohlprofilen, d.h. von Hohl­ profilen, die sich unter der Einwirkung der erforderlichen äußeren Einspanndrücke erheblich deformieren, problematisch:

Nach den bisher angewandten Einspannmethoden werden derar­ tige dünnwandige Hohlprofile entweder an ihren Enden an Aufnahmeplatten angeschweißt, mittels deren sie dann einge­ spannt werden. Das ist jedoch sehr zeitaufwendig und führt insbesondere bei geklebten Hohlprofilen zu Einspannungs­ brüchen. Oder es wird ein Hartholzklötzchen, welches so be­ arbeitet wird, das es einen dem Innenquerschnitt des Hohl­ profils komplementären Außenquerschnitt bekommt, an den Enden des Hohlprofils zu dessen Stützung in das Hohlprofil eingeklebt, und dann wird das dünnwandige Hohlprofil von außen her mit der Einspannvorrichtung fest eingespannt. Diese letztere Methode ist wegen der erforderlichen Bear­ beitung des Hartholzklötzchens zeitaufwendig und wegen der zum Einkleben des Hartholzklötzchens erforderlichen gesund­ heitsgefährlichen Klebstoffe bedenklich.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Einschub für das Einspannen von dünnwandigen Hohlprofilen zur Verfü­ gung zu stellen, welcher insbesondere eine schnelle, zu­ verlässige und gesundheitlich unbedenkliche Einspannung derartiger Hohl­ profile ermöglicht, und zwar vorzugsweise für die Durch­ führung von Festigkeitsversuchen unter Zug/Druckkraft, Torsion und/oder Biegung und/oder Innendruck etc., jedoch auch für andere Fälle, in denen ein lösbares Einspannen von dünnwandigen Hohlprofilen erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Einschub der ein­ gangs genannten Art, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das starre Abstützungsteil in mehrere Abstützungskeilteile unterteilt ist, deren Keilflächen einen spitzen Winkel mit einer Längsachse des Hohlprofils einschließen und die mit einer Spannvorrichtung zum Verspannen der Abnützungskeil­ teile gegeneinander und gegen die Innenflächen des Hohlpro­ fils versehen sind.

Auf diese Weise können die Abstützungskeilteile mindestens an zwei diametral gegenüberliegende Flächen des Inneren des Hohlprofils, die vom Einspanndruck beaufschlagten Außenflächen dieses Hohlprofils entsprechen, permanent angedrückt werden.

In vielen Fällen ist allerdings ein allseitiges Einspannen des Hohlprofils um dessen Umfang herum erforderlich und/oder wünschenswert, und ein solches Einspannen wird mit einer solchen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ein­ schubs zum Einspannen erreicht, bei der das Abstützungs­ teil in wenigstens drei oder vier Abstützungskeilteile unterteilt ist, wobei die Keilfläche, längs deren die Ab­ stützungskeilteile in Längsrichtung des Hohlprofils gegen­ einander verschiebbar sind, erste Keilflächen umfassen, welche mit einer ersten, eine Längsachse des Hohlprofils enthaltenden Bezugsebene einen ersten spitzen Winkel ein­ schließen, sowie zweite Keilflächen, die mit einer von der ersten Bezugsebene unterschiedlichen zweiten Bezugsebene, welche die bzw. eine Längsachse des Hohlprofils enthält, einen zweiten spitzen Winkel einschließt. Dieser spitze Winkel liegt vorzugsweise im Bereich von 10° bis 30°, so daß auf diese Weise eine gute Verschiebbarkeit der Ab­ stützungskeilteile bei Anwendung entsprechender Verschie­ bungskräfte und damit eine gute Verspannung der Abstützungs­ keilteile gegeneinander und gegen die Innenflächen des Hohl­ profils erreicht wird.

Besonders zu bevorzugen ist es, diesen Einschub für das Ein­ spannen so auszubilden, daß der zweite spitze Winkel gleich dem ersten spitzen Winkel ist. Dadurch wird erreicht, daß sich die verschiedenen Abstützungskeilteile beim Verspannen gleichmäßig gegeneinander verschieben und daß infolgedessen nicht eine der verschiedenen Verspannungsrichtungen in der Querschnittsebene des Hohlprofils bevorzugt wird.

Weiterhin ist der erfindungsgemäße Einschub für das Einspan­ nen bevorzugt so ausgebildet, daß die Abstützungskeilteile gemeinsam ein in Längsrichtung des Abstützungsteils bzw. des Hohlprofils durch das Abstützungsteil hindurchgehendes, vor­ zugsweise zylindrisches, Durchgangsloch für die Spannvor­ richtung, insbesondere eine Spannschraube, zum Verspannen der Abstützungskeilteile gegeneinander und gegen die Innenflächen des Hohlprofils, begrenzen. Im einfachsten Fall bedarf es zu dem Verspannen der Abstützungskeilteile lediglich einer von außen her anzieh- oder lockerbaren Spannschraube, die auf das nach außen gewandte Längsende des Abstützungsteils ein­ wirkt, und einer darauf aufgeschraubten Mutter, die an dem dem Hohlprofilinneren zugewandten Längsende des Abstützungs­ teils vorgesehen ist und mit diesem zusammenwirkt, so daß der Spannschraubenkopf, der auch als Mutter ausgeführt sein kann, und die erwähnte Mutter durch Anziehen der Spann­ schraube die Abstützungskeilteile gegeneinander verschieben und damit gegeneinander und gegen die Innenflächen des Hohl­ profils verspannen.

Um eine abrupte Kraftüberleitung von dem mit der Innenab­ stützungsvorrichtung versehenen Einspannbereich des Hohl­ profils zu dem nichtabgestützten Hohlprofil und damit die Gefahr von Brüchen des Hohlprofils am Übergang zwischen dem von innen und außen eingespannten Hohlprofilbereich und dem innen nicht ab­ gestützten Hohlprofilbereich zu vermeiden, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Innenab­ stützungsvorrichtung dadurch eine allmähliche Kraftüberlei­ tung vom abgestützten zum nichtabgestützten Hohlprofilbe­ reich erzielt, daß ein gummielastisches Abstützungsteil, dessen Außenquerschnitt komplementär zum Innenquerschnitt des Hohlprofils ist, auf der dem Inneren des Hohlprofils zu­ gewandten Seite der Abstützungskeilteile zusammen mit einer Kompressionsvorrichtung zum Verspannen des gummielastischen Abstützungsteils gegen die Innenflächen des Hohlprofils durch Kompression des gummielastischen Abstützungsteils in Längsrichtung des Hohlprofils vorgesehen ist.

Diese Weiterbildung des erfindungsgemäßen Einschubs kann insbesondere so ausgebildet sein, daß die Kompressions­ vorrichtung zwei Druckteile umfaßt, die das gummielastische Abstützungsteil in Längsrichtung desselben bzw. des Hohl­ profils zwischen sich einschließen, und eine Kompressions­ schraube, welche sich durch ein Durchgangsloch des gummi­ elastischen Abstützungsteils hindurch erstreckt und das gummielastische Abstützungsteil mittels der Druckteile kom­ primiert und dadurch gegen die benachbarten Innenflächen des Hohlprofils andrückt. Auf diese Weise wird ein "weicher bzw. elastischer" Einspannungsbereich im Anschluß an den von den praktisch starren Abstützungskeilteilen gebildeten "harten bzw. steifen" Einspannungsbereich geschaffen, durch den eine sprunghafte Kraftüberleitung von dem innen abgestützten zu dem unabgestützten Hohlprofilbereich ausgeschaltet und stattdessen eine elastische und allmähliche Kraftüber­ leitung an dieser Stelle sichergestellt wird.

Die Druckteile können insbesondere als Druckplatten bzw. -plättchen ausgebildet sein, deren äußerer Umriß dem Innen­ querschnitt des Hohlprofils komplementär oder im wesent­ lichen komplementär ist, wobei das dem Inneren des Hohl­ profils zugewandte Druckteil gleichzeitig als Mutter der Kompressionsschraube ausgebildet sein kann.

In Weiterbildung der Erfindung können die Abstützungskeil­ teile sowie die diesen zugeordnete Spannvorrichtung und das gummielastische Abstützungsteil sowie die diesem zu­ geordnete Kompressionsvorrichtung zu einem baulich ein­ heitlichen bzw. integralen Einschub für das Einspannen ver­ einigt sein, indem erfindungsgemäß die Abstützungskeilteile und das gummielastische Abstützungsteil in Längsrichtung des Hohlprofils fluchtend hintereinander angeordnet und durch eine kombinierte Spann- und Kompressionsvorrichtung zum Verspannen der Abstützungskeilteile und zum Komprimieren des gummielastischen Abstützungsteils miteinander verbun­ den sind, wobei die Betätigungselemente für das Verspannen der Abstützungskeilteile und das Komprimieren des gummi­ elastischen Abstützungsteils auf der letzterem abgewandten Seite der Abstützungskeilteile angeordnet und so von außen leicht zugänglich sind.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform eines solchen integralen Einschubs für das Einspannen umfaßt die kombi­ nierte Spann- und Kompressionsvorrichtung eine Spann- und Kompressionsschraube, die sich durch das von den Abstützungs­ keilteilen begrenzte Durchgangsloch und durch das Durchgangs­ loch des gummielastischen Abstützungsteils erstreckt und mit ihrem einen Ende in das eine Druckteil geschraubt ist, wel­ ches gleichzeitig als Mutter ausgebildet ist, wodurch sich eine baulich besonders vorteilhafte Gestaltung ergibt.

Im einzelnen kann die Spann- und Kompressionsschraube dieser besonders bevorzugten Ausführungsform eine Schulter auf­ weisen, die mit der dem gummielastischen Abstützungsteil abgewandten Seite des anderen Druckteils oder einer dort vorgesehenen Dichtung, insbesondere Ringdichtung, zusammen­ wirkt. Auf diese Weise kann zunächst durch Verdrehen der Spann- und Kompressionsschraube ein Verspannen des gummi­ elastischen Abstützungsteils erfolgen, bevor die Abstützungs­ keilteile verspannt werden. Zu diesem letzteren Zweck des Verspannens der Abstützungskeilteile kann die Spann- und Kompressionsschraube so ausgebildet sein, das sie benach­ bart dem Längsende der Abstützungskeilteile, welches dem gummielastischen Abstützungsteil abgewandt ist, ein Ge­ winde aufweist, auf das eine die Abstützungskeilteile ver­ spannende Mutter aufgeschraubt wird, während zum Verdrehen der Spann- und Kompressionsschraube zum Zwecke des Ver­ spannens des elastischen Abstützungsteils im Bereich des eben erwähnten Endes der Spann- und Kompressionsschraube eine Eingriffsfläche für ein Verschraubungswerkzeug, ins­ besondere einen Schraubenschlüssel o. dgl. vorgesehen sein kann.

Um das Hohlprofil stets für entsprechende Festigkeits­ untersuchungen unter Innendruck setzen zu können, kann der erfindungsgemäße Einschub weiter so ausgebildet sein, daß sich durch die Spannschraube und die Kompressionsschraube oder die kombinierte Spann- und Kompressionsschraube ein Durchgangsloch als Strömungsmittelkanal erstreckt, durch den ein, vorzugsweise hydraulisches, Strömungsmittel in das Innere des Hohlprofils geleitet und dort unter Überdruck ge­ setzt wird. Ein entsprechendes Durchgangsloch kann am an­ deren Ende des Hohlprofils in der dort vorgesehenen Innen­ abstützung ausgebildet sein, um über dieses Durchgangsloch den Druck im Inneren des Hohlprofils zu messen, wobei in diesem Zusammenhang zu erwähnen ist, daß zur Vermeidung eines Druckabfalls und damit zur Sicherstellung von überall im Hohlprofil gleichem Prüfdruck eine Messung unter Durchfluß­ bedingungen nicht zu bevorzugen ist.

Weiterhin ist der Einschub für das Einspannen nach der Er­ findung vorzugsweise so gestaltet, daß das Abstützungsteil möglichst gleichmäßig oder im wesentlichen gleichmäßig in die Mehrzahl von Abstützungskeilteile unterteilt ist, so daß sich im wesentlichen gleich große Abstützungskeilteile ergeben. Insbesondere sind die beiden Bezugsebenen so ge­ wählt, daß die zweite Bezugsebene senkrecht zur ersten Be­ zugsebene verläuft.

Weiter ist der Einschub für das Einspannen vorzugsweise so ausgebildet, daß sich die Keilflächen über die gesamte in Längsrichtung des Hohlprofils verlaufende Länge des Abstützungsteils erstrecken, so daß sich bei vorgegebener Länge des Abstützungsteils bzw. der damit korrespondieren­ den Einspannlänge möglichst flache Keilwinkel, d.h. ein möglichst flacher erster und zweiter spitzer Winkel, ergeben. Das bedeutet, daß vorzugsweise jeder der Schnitte, durch welche das Abstützungsteil in die Abstützungskeilteile unterteilt wird, jeweils durch die beiden Stirnflächen, durch welche das Abstützungsteil am vorderen bzw. hinteren Längsende begrenzt ist, hindurchgehen.

Darüber hinaus ist es zu bevorzugen, den Keilflächen eine ausreichendeRauhigkeit derart zu verleihen, daß sie sich nicht ohne äußere Verschiebungskräfte von selbst gegen ein­ ander verschieben.

Wenn nämlich die Keilflächen sehr glatt sind, dann kann es beim Verspannen des Hohlprofils von außen zu einer unerwünschten gegenseitigen Verschiebung der Abstützungs­ keilteile in deren verspanntem Zustand kommen und so eine größere Spannkraft auf die Spannschraube aufgebracht werden. Im Zusammenhang mit der Schulter der Schraube am Druckplättchen des zu komprimierenden gummielastischen Ab­ stützungsteils kommt es zu einer größeren Verspannung/Zu­ sammendrückung des Gummis in Achsenrichtung und damit zu einer Lösung der Dichtung mit Dichtring zwischen Schrauben­ schulter und Druckplättchen. Die Keilteile lösen sich nicht beim Wegnehmen der Verspannung, erst wenn von außen auf das dünnwandige Hohlprofil geklopft wird.

Die gewünschte Rauhigkeit kann beispielsweise bei dem Zer­ schneiden des Abstützungsteils in die Mehrzahl von Abstüt­ zungskeilteile durch Zersägen dadurch erzielt werden, daß ein entsprechend grobes Sägeblatt verwendet wird und/oder das Sägen mit einer die gewünschte Rauhigkeit sicherstellen­ den schnellen Vorschubgeschwindigkeit durchgeführt wird.

Weiter ist der Einschub zum Einspannen nach der Erfindung vorzugsweise so ausgebildet, daß die die Keilflächen begren­ zenden Kanten der Abstützungskeilteile gebrochen, insbeson­ dere abgeschrägt oder abgerundet sind. Auf diese Weise wird eine gegenseitige Behinderung der Abstützungskeilteile ver­ mieden, da diese nun in den beiden Verspannrichtungen unter­ schiedlich weit gegeneinander bis zum Anliegen an der Proben­ innenwand verschoben werden können (Streuung der Probenab­ messungen).

Die bereits weiter oben erwähnte Ringdichtung, die für Innen­ druckprüfungen des Hohlprofils zu Abdichtungszwecken vorge­ sehen sein kann, ist bevorzugt in der Weise eingebaut, daß in der dem gummielastischen Abstützungsteil abgewandten Sei­ te des zwischen letzterem und den Abstützungskeilteilen vor­ gesehenen Druckteils eine ringförmige Ausnehmung für die Ringdichtung ausgebildet ist, wobei die erwähnte Schulter der Spann- und Kompressionsschraube mit dieser Ringdichtung abdichtend zusammenwirkt. Damit die Ringdichtung funktions­ fähig für die erwähnten Innendruckprüfungen bleibt, muß die Verspannkraft für das gummielastische Abstützungsteil größer sein als die Verspannkraft für die Abstützungskeilteile, was wegen der Rauhigkeit der schrägen Flächen der Fall ist.

Um das Innere von Hohlprofilen, die als solche nicht strö­ mungsmitteldicht sind, für Innendruckversuche der erwähnten Art abzudichten, kann auf dem Außenumfang des gummielasti­ schen Abstützungsteils ein gummielastischer Schlauch ange­ bracht, insbesondere aufgeklebt, sein, wobei bevorzugt an beiden Enden dieses Schlauchs je ein gummielastisches Ab­ stützungsteil je einer Innenabstützungsvorrichtung der an­ gegebenen Art angebracht ist.

Dieser Schlauch kann aus Weichgummifolie geklebt sein, die sich ohne Vordruck an die Innenwand des Hohlprofils anlegt, wenn der Schlauch mit Strömungsmittel gefüllt wird, so daß bei den Innendruckversuchen und -prüfungen des Hohlprofils kein Vordruck in die Meßergebenisse eingeht, der zu nicht­ gleichförmigen Druckverteilungen inbesondere in Hohlprofil­ kanten aufgrund der dann herrschenden Membranspannungen im Schlauch führen würde (bei dünnwandigen Hohlprofilen liegen die Prüfdrücke beispielsweise im Bereich von etwa 0,1-1 bar).

Ein solcher aus Gummifolie bzw. -tuch geklebter Schlauch kann ohne weiteres als "rechteckiger" Schlauch geklebt und bei Hohlprofilen, die einen rechteckigen oder sonstigen Innenquer­ schnitt haben, mit Erfolg verwendet werden.

Der erfindungsgemäße Einschub kann durch eine Außeneinspann­ vorrichtung, das heißt eine von außen her einspannende Vor­ richtung ergänzt sein.

Insbesondere betrifft die Erfindung weiter die Anwendung des erfindungsgemäßen Einschubs derart, daß das Hohlprofil zusam­ men mit dem darin befindlichen Einschub mittels einer Außen­ einspannvorrichtung eingespannt wird.

Hierbei wird die Einspannung so ausgeführt, daß die Ein­ spannungskante der Außeneinspannungsvorrichtung im Be­ reich des gummielastischen Abstützungsteils, insbesondere im Bereich von dessen Längsmitte, angeordnet ist.

Die vorstehenden sowie weitere Vorteile und Merkmale der Er­ findung seien nachfolgend anhand einiger in den Figuren der Zeichnung dargestellter, besonders bevorzugter Ausführungs­ formen einer erfindungsgemäßen Innenabstützungsvorrichtung und bevorzugter Anwendungen derselben näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungs­ form eines erfindungsgemäßen Einschubs zum Ein­ spannen, der in einem Längsende eines Hohlprofils, zu dessen Innenabstützung er u.a. dient, angeord­ net ist;

Fig. 2a bis 2f Vorder-, Seiten- und Aufsicht eines Abstützungs­ teils vor und nach dessen Zerteilen in vier Ab­ stützungskeilteile;

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht der gemäß den Fig. 2a bis 2f erhaltenen Abstützungskeilteile für die Innenabstützung eines dünnwandigen Hohlprofils mit rechteckigem lichtem Innenquerschnitt;

Fig. 4 eine Stirnansicht eines in vier Abstützungskeil­ teile zerteilten Abstützungsteils einer Ausfüh­ rungsform eines erfindungsgemäßen Einschubs für das Einspannen von dünnwandigen Hohlprofilen mit ovalem lichten Innenquerschnitt;

Fig. 5 ein in vier Abstützungskeilteile zerteiltes Ab­ stützungsteil einer Ausführungsform eines erfin­ dungsgemäßen Einschubs für das Einspannen von dünnwandigen Hohlprofilen, deren lichter Innenquer­ schnitt ein unregelmäßiges Fünfeck ist;

Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungs­ form eines erfindungsgemäßen Einschubs für das Einspannen, der sowohl ein in vier Abstützungs­ keilteile unterteiltes starres Abstützungsteil mit Spannvorrichtung als auch ein gummielastisches Abstützungsteil mit Kompressionsvorrichtung um­ faßt, und zwar zusammengefaßt zu einer integra­ len baulichen Einheit und ergänzt durch eine Außen­ einspannvorrichtung, mittels deren ein dünnwandi­ ges Kasten-Hohlprofil im Zusammenwirken mit dem Einschub eingespannt ist;

Fig. 7 eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht der Einzelteile des Einschubs für das Einspannen des Kasten-Hohlprofils und der Außenspannvorrich­ tung der Fig. 6;

Fig. 8 eine Versuchseinrichtung für Festigkeitsversuche an dünnwandigen Hohlprofilen, in welcher ein dünn­ wandiges Hohlprofil unter Verwendung eines erfin­ dungsgemäßen Einschubs eingespannt ist; und

Fig. 9 eine gegenüber Fig. 8 etwas abgewandelte Versuchs­ einrichtung für Festigkeitsversuche an dünnwandigen Hohlprofilen unter Verwendung eines erfindungsge­ mäßen Einschubs.

Es sei zunächst unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 3 eine erste Ausführungsform eines Einschubs erläutert, der für das Einspannen von dünnwandigen Hohlprofilen mit rechteckigem lichtem Innenquerschnitt geeignet ist:

Dieser Einschub, der in das Längsende eines Hohlprofils 1 eingefügt ist, umfaßt ein Abstützungsteil 2, wie es in Fig. 2a in Vorderansicht, in Fig. 2b in Seitenansicht und in Fig. 2c in einer Aufsicht dargestellt ist. Der Außen- Querschnitt, d.h. der in Fig. 2a dargestellte Umriß, dieses Abstützungsteils 2 ist komplementär oder im wesentlichen komplementär zum Innenquerschnitt des Hohlprofils 1 ausge­ bildet, so daß er mit Spiel in das Innere des Hohlprofils 1 paßt.

Wie die Fig. 1 in einer Schnittansicht, die Fig. 2d in einer Vorderansicht, die Fig. 2e in einer Seitenansicht, die Fig. 2f in einer Aufsicht und die Fig. 3 in perspektivischer An­ sicht zeigen, ist das Abstützungsteil 2 in vier separate Ab­ stützungskeilteile 3, 4, 5 und 6 unterteilt. Die Keilflächen 3 a, 3 b sowie 4 a, 4 b und 5 a, 5 b sowie 6 a, 6 b dieser Abstützungs­ keilteile 3, 4, 5 und 6 schließen einen spitzen Winkel α bzw. β mit einer Längsachse 7 des Hohlprofils 1 ein. Als Längsachse ist vorliegend die Mittellängsachse genommen, grundsätzlich kann diese Längsachse jedoch jede beliebige in Längsrichtung, also parallel zur Mittellängsachse, durch das Hohlprofil hin­ durchlaufende Achse sein.

Im einzelnen umfassen die Keilflächen 3 a, 3 b, 4 a, 4 b, 5 a, 5 b und 6 a, 6 b, längs deren die Abstützungskeilteile 3, 4, 5 und 6 in Längsrichtung A des Hohlprofils 1 gegeneinander ver­ schiebbar sind, erste Keilflächen 3 a, 4 a, 5 a und 6 a, welche mit einer ersten Bezugsebene 8, die die Längsachse 7 enthält, einen ersten spitzen Winkel a einschließen, sowie zweite Keilflächen 3 b, 4 b, 5 b und 6 b, die mit einer von der ersten Bezugsebene 8 unterschiedlichen zweiten Bezugsebene 9, welche ebenfalls die Längsachse 7 enthält, einen zweiten spitzen Winkel β einschließen. Diese Bezugsebenen 8 und 9 verlaufen in den Fig. 2a bis 2f senkrecht zur Zeichnungs­ ebene, so daß in diesen Figuren nur die Schnittlinien zu sehen sind, in denen die Bezugsebenen 8 und 9 die Zeichnungs­ ebene schneiden.

Die beiden spitzen Winkel α und β liegen vorzugsweise im Bereich von 10° bis 30°, und aus den weiter oben ge­ nannten Gründen ist es zu bevorzugen, daß die beiden spitzen Winkel α und β gleich sind. Die beiden Bezugsebenen 8 und 9 verlaufen, wie die Fig. 2a und 2d zeigen senkrecht zu­ einander.

Das Abstützungsteil 2, das vorzugsweise aus Stahl, Messing, Hartaluminium o. dgl. besteht, ist, wie die Fig. 1, 2a bis 2f und 3 veranschaulichen, so in die Abstützungskeilteile 3, 4, 5 und 6 zerteilt, beispielsweise mittels einer Metall­ säge, daß die die Keilflächen erzeugenden Teilungsschnitte 10 und 11 sowohl durch die vordere Stirnfläche 12 als auch durch die hintere Stirnfläche 13 des Abstützungsteils 2 hin­ durchgehen, so daß sich jede der Keilflächen 3 a, 3 b sowie 4 a, 4 b, 5 a, 5 b und 6 a, 6 b über die gesamte in Längsrichtung A des Hohlprofils 1 verlaufende Länge L des Abstützungsteils 2 erstreckt. Obwohl das aus Gründen der besseren und klareren Darstellung in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, sind die Kanten, welche die Keilflächen 3 a, 3 b, 4 a, 4 b, 5 a, 5 b und 6 a, 6 b begrenzen, gebrochen, beispielsweise abgeschrägt oder ab­ gerundet. Um die zeichnerische Darstellung nicht durch zu viele Bezugszeichen zu belasten, sind diese Kanten nur bei dem Abstützungskeilteil 3 in Fig. 3 mit 14 bis 21 bezeich­ net, diese Kanten umfassen auch die Kanten 17 und 18, die sich als Schnittkanten mit einem Durchgangsloch 22 ergeben, das in Längsrichtung durch das Abstützungsteil 2 hindurch­ geht und, wie weiter unten dargelegt ist, für das Verspannen der Abstützungskeilteile 3, 4, 5 und 6 vorgesehen ist. Auch die übrigen Außenkanten der Abstützungskeilteile, wie es die Kanten 23 und 24 des Abstützungskeilteils 3 in Fig. 3 sind, sind vorzugsweise gebrochen, insbesondere abgeschrägt oder abgerundet. Dieses Brechen der Kanten hat den Zweck, daß eine Behinderung der Relativbewegung der Abstützungskeil­ teile 3, 4, 5 und 6 in bezug aufeinander durch die die keil­ flächenbegrenzenden Kanten und eine Relativbewegung der Ab­ stützungskeilteile 3, 4, 5 und 6 mit Bezug auf das Hohlprofil 1 durch die außenliegenden Kanten der Abstützungskeilteile nicht behindert wird. Insbesondere soll ein gegenseitiges Behindern der Relativbewegung dann, wenn in Horizontal- und Vertikalrichtung unterschiedliche Verstellungen der Abstützungskeilteile zum Verspannen notwendig sind, ausge­ schlossen werden.

Andererseits soll aber auch verhindert werden, daß sich die Abstützungskeilteile 3, 4, 5 und 6 zu leicht gegeneinander verschieben, insbesondere soll ein unerwünschtes Verschie­ ben der Abstützungskeilteile gegeneinander vermieden werden, wenn das Hohlprofil von außen eingespannt wird. Nach Auf­ bringen der Spannkraft sollen die Teile verspannt bleiben, auch wenn die Spannschraube der Abstützungskeilteile gelöst wird, und sich nur durch Erschütterung bzw. Klopfen auf die Wand des Hohlprofils wieder lösen. Zu diesem Zweck werden die Keil­ flächen in der Weise erzeugt, daß sie eine gewisse Rauhig­ keit haben, derart das sie sich nicht ohne äußere Ver­ schiebungskraft von selbst gegeneinander verschieben, welche Rauhigkeit beispielsweise, wie weiter oben schon erwähnt, dadurch erhalten werden kann, daß eine relativ schnelle Vorschubgeschwindigkeit beim Zersägen des Abstützungsteils 2 in die Abstützungskeilteile 3, 4, 5 und 6 gewählt wird.

In den Fig. 2b, c, e und f sowie in Fig. 3 ist eine Um­ fangsnut 25 ersichtlich, die um den Außenumfang des Ab­ stützungsteils 2 herum, etwa in dessen Längsmitte, vorge­ sehen ist und dazu dient, die Abstützungskeilteile 3, 4, 5 und 6 in deren losen nichteingebauten Zustand durch einen Gummiring, einen Draht, ein Band o. dgl. zusammenzuhalten.

Diese Umfangsnut ist in den Fig. 1 und 6 nicht darge­ stellt, obwohl sie aus den erwähnten praktischen Gründen auch hier vorgesehen ist.

Es sei nun besonders auf Fig. 1 Bezug genommen, die eine besonders einfache Ausführungsform einer Spannvorrichtung 26 zum Verspannen der Abstützungskeilteile 3, 4, 5 und 6 gegeneinander und gegen die Innenflächen des Hohlprofils 1 zeigt:

Diese Spannvorrichtung 26 umfaßt eine Spannschraube 27 mit einem von außen zugänglichen Schraubenkopf 28, der an die eine Stirnseite 12 des Abstützungsteils 2 angrenzt, und eine Mutter 29, die an die andere Stirnseite 13 des Ab­ stützungsteils 2 angrenzt, so daß sich der Schaft der Spannschraube durch das Durchgangsloch 21 hindurch erstreckt. Da die Mutter 29 in ihrer Außenkontur komplementär zur Innen­ kontur des Hohlprofils 1 ausgebildet ist, kann bei nicht­ runden Hohlprofilen 1 ein Verspannen durch entsprechendes Drehen am Schraubenkopf 28 erfolgen. Im Falle eines Hohl­ profils 1 mit runder Innenkontur oder in dem Fall, in wel­ chem das Hohlprofil 1 zu dünnwandig ist, um als Gegenlagerung für die Mutter 29 zu dienen, ohne daß eine unerwünschte De­ formation zu befürchten ist, kann auch die Schraube 27 um­ gekehrt so, daß das Schaftende 30 von außen zugänglich ist, in das Durchgangsloch 21 eingefügt und an oder in dem Schaftende 30 eine Eingriffsfläche für ein Verschraubungs­ werkzeug, beispielsweise ein Innensechskant für einen Sechs­ kantschlüssel, vorgesehen sein, so daß auf diese Weise, zum Beispiel mittels des erwähnten Sechskantschlüssels und mittels eines Schraubenschlüssels für die Mutter 29 das Verspannen der Abstützungskeilteile 3, 4, 5 und 6 gegen­ einander und gegen die Innenflächen des Hohlprofils 1 er­ folgen kann.

Um eine allmähliche Kraftüberleitung von dem Bereich, in welchem das Hohlprofil 1 durch die praktisch starren Ab­ stützungskeilteile 3, 4, 5 und 6 abgestützt ist, und dem Bereich, in welchem das Hohlprofil 1 nicht abgestützt ist, zu erreichen, damit die Gefahr von Brüchen am Übergang zwischen diesen beiden Bereichen infolge einer abrupten Kraftüberleitung vermieden wird, ist im Anschluß an das dem Inneren 31 des Hohlprofils 1 zugewandte Längsende der Abstützungskeilteile 3, 4, 5 und 6 ein gummielastisches Abstützungsteil 32 vorgesehen, dessen Außenquerschnitt kom­ plementär zum Innenquerschnitt des Hohlprofils 1 ist (Fig. 6). Dieses gummielastische Abstützungsteil 32 ist zusammen mit einer Kompressionsvorrichtung 33 vorgesehen, die dazu dient, das gummielastische Abstützungsteil gegen die Innenflächen des Hohlprofils 1 zu verspannen, indem das gummielastische Abstützungsteil 32 in der Längsrichtung A des Hohlprofils durch die Kompressionsvorrichtung 33 zusammengedrückt wird und damit seine Umfangsflächen 44 gegen die Innenflächen des Hohlprofils 1 angepreßt werden.

Im einzelnen umfaßt die Kompressionsvorrichtung 33 zwei Druckteile 34 und 35, die das gummielastische Abstützungs­ teil in Längsrichtung A des Hohlprofils 1 zwischen sich ein­ schließen, und eine Kompressionsschraube 36 (das ist in Fig. 6 der rechte, durch eine Schulter 37 abgesetzte Teil der kombinierten Spann- und Kompressionsschraube 38). Diese Kompressionsschraube 36 erstreckt sich durch ein Durchgangs­ loch 39, welches in dem gummielastischen Abstützungsteil 32 vorgesehen ist und dient dazu, das gummielastische Abstüt­ zungsteil 32 mittels der Druckteile 34 und 35 in Richtung der Längsachse 7 axial zu komprimieren.

Die Druckteile 34 und 35 sind, wie aus Fig. 6 ersichtlich ist, als Druckplättchen ausgebildet und ihr Umriß ist kom­ plementär zum lichten Innenquerschnitt des Hohlprofils 1 aus­ gebildet. Das Druckteil 34 ist lose auf den Schaft der Kom­ pressionsschraube aufgeschoben und wird durch die Schulter 37 an das gummielastische Abstützungsteil 32 angedrückt, wenn die kombinierte Spann- und Kompressionsschraube 38 von außen verdreht wird, da das Druckteil 35 als Mutter auf das dem Inneren 31 des Hohlprofils zugewandte Ende der Kom­ pressionsschraube 36 aufgeschraubt ist.

Da das als Mutter vorgesehene Druckteil 35, wie erwähnt, in seinem Umriß komplementär zum Innenquerschnitt des Hohl­ profils 1 ausgebildet ist, wird es durch ein im Innenquer­ schnitt unrundes Hohlprofil gegen Verdrehen gesichert.

Die Fig. 6 zeigt insgesamt im Inneren des Hohlprofils 1 einen baulich zu einer Einheit vereinigten Einschub, der sowohl im wesentlichen starre Abstützungs­ keilteile 3, 4, 5 und 6 mit zugehöriger Spannvorrichtung 26 als auch ein gummielastisches Abstützungsteil 32 mit zuge­ höriger Kompressionsvorrichtung 33 umfaßt, welche mitein­ ander zu einem Einschub mit steifem bzw. starrem und mit weichem bzw. elastischem Abstützungsbereich integriert sind:

In diesem integrierten Einschub für das Einspannen sind das aus den Abstützungskeilteilen 3, 4, 5 und 6 bestehende Ab­ stützungsteil 2 und das gummielastische Abstützungsteil 32 in Längsrichtung A des Hohlprofils fluchtend hintereinander angeordnet und durch eine kombiniert Spann- und Kompressions­ vorrichtung 33, 38 zum Verspannen der Abstützungskeilteile 3, 4, 5 und 6 und zum Komprimieren des gummielastischen Ab­ stützungsteils 32 miteinander verbunden, in dem der in Fig. 6 linke Teil der kombinierten Spann- und Kompressions­ schraube 38 ab der Schulter 37 die Spannschraube 27 bildet, wobei die Spannvorrichtung 26 gegenüber Fig. 1 in der Weise abgewandelt ist, daß das lose auf dem Schaft der Kompressions­ schraube 36 verschiebbare Druckteil 34 der Mutter 29 ent­ spricht und anstelle des Schraubenkopfs 28 eine Mutter 40 vorgesehen ist, so daß durch Anziehen der Mutter 40 die Abstützungskeilteile 3, 4, 5 und 6 zwischen dem Druckteil 34 und der Mutter 40 gegeneinander und gegen die Innenflächen des Hohlprofils 1 verspannt werden, wozu außer an der Mutter 40 auch an dem von außen zugänglichen Ende 41 der Spann- und Kompressionsschraube 38 eine Eingriffsfläche 42 für ein Verschraubungswerkzeug, beispielsweise einen Schrauben­ schlüssel, vorgesehen ist, die auch zum Komprimieren des gummielastischen Abstützungsteils 32 dient. Durch die kom­ binierte Spann- und Kompressionsschraube 38 erstreckt sich axial ein Durchgangsloch 43, das als Strömungsverbindungs­ kanal mit dem Inneren 31 des Hohlprofils 1 vorgesehen ist.

Wenn das Innere 31 des Hohlprofils 1 nach außen hin nicht strömungsmitteldicht ist, was beispielsweise dann der Fall ist, wenn es aus mehreren Teilen 1 a und 1 b besteht, die durch Punktschweißstellen 1 c miteinander verbunden sind, dann kann ein strömungsmitteldichter Abschluß des Inneren 31 für statische und oder dynamische Innendruckprüfungen dadurch erhalten werden, daß auf dem Außenumfang 44 des gummielastischen Abstützungsteils 32 ein gummielastischer Schlauch 45 (siehe Fig. 6) angebracht, insbesondere auf­ geklebt wird, wobei das Material des gummielastischen Schlauchs so dünn und/oder leicht verformbar gewählt ist, das es sich ohne Vordruck an die Innenflächen des Hohl­ profils 1 anlegt.

Um eine Leckage von Strömungsmittel aus dem Inneren 31 des Hohlprofils 1 entlang dem Außenumfang der Kompressions­ schraube 36 auszuschließen, ist in der dem gummielastischen Abstützungsteil 32 abgewandten Seite 46 des Druckteils 34 eine ringförmige Ausnehmung 47 ausgebildet, in der sich ein Ringdichtung 48 befindet, mit der die Schulter 37 der kombinierten Spann- und Kompressionsschraube 38 abdich­ tend zusammenwirkt.

In dem Fall, in welchem der lichte Innenquerschnitt des Hohlprofils 1 kreisrund ist, so daß er das Druckteil 35 nicht gegen ein Verdrehen sichern kann, oder in dem Fall, in welchem die Gefahr einer Beschädigung oder unerwünschten Deformation des Hohlprofils 1 besteht, wenn es für die Ver­ drehsicherung des Druckteils 35 benutzt wird, kann die kombinierte Spann- und Kompressionsschraube 38 gegen­ über Fig. 6 in der Weise abgewandelt sein, daß ihr Schaft aus zwei konzentrischen Hülsen besteht, die frei gegenein­ ander verdrehbar sind, wobei das Druckteil 35 fest und strömungsmitteldicht mit dem benachbarten Ende der inneren Hülse verbunden ist, während das Druckteil 34 auf ein Außen­ gewinde der äußeren Hülse aufgeschraubt ist, auf die auch die Mutter 40 aufgeschraubt ist, wobei die beiden kon­ zentrischen Hülsen an ihren von außen zugänglichen Enden, die dem linken Ende der kombinierten Spann- und Kompressions­ schraube 38 in Fig. 6 entsprechen, mit Eingriffsflächen für je ein Verschraubungswerkzeug, insbesondere je einen Schrau­ benschlüssel oder dergleichen versehen sind. Da das Druck­ teil 35 dieser abgewandelten Ausführungsform fest und strö­ mungsmitteldicht mit dem in Fig. 6 rechten Ende des Schafts der kombinierten Spann- und Kompressionsschraube 38 verbunden ist, kann die Ausnehmung 47 und die Dichtung 48 wegfallen und da in dieser abgewandelten Ausführungsform weiter das Druckteil 34 auf den Schaft der kombinierten Spann- und Kompressionsschraube 38 aufgeschraubt ist, fällt auch die Schulter 37 weg.

Beim Verspannen des zu einer Raueinheit kombinierten Einschubs der Fig. 6 wird zunächst das gummielastische Abstützungs­ teil 32 gegen die Innenflächen des Hohlprofils 1 verspannt, zumindest in der in Fig. 6 dargestellten Ausführungsform, da in dieser Ausführungsform die Verspannkraft für das gummielastische Abstützungsteil 32 größer als die Verspann­ kraft für die Abstützungskeilteile 3, 4, 5 und 6 sein muß, damit die Ringdichtung 48 funktionsfähig bzw. die Abdich­ tung, die durch die Schulter 37 und die Ringdichtung 48 er zielt wird, erhalten bleibt.

In den Fig. 4 und 5 ist an Beispielen gezeigt, daß der hier vorgeschlagene Hohlprofil-Einspanneinschub keineswegs auf Hohlprofile mit rechteckigem lichtem Querschnitt be­ schränkt ist, sondern vielmehr bei praktisch allen Hohlpro­ filen angewandt werden kann. So ist in Fig. 4 eine Vorderan­ sicht eines Abstützungsteils 49 gezeigt, das einen ovalen Querschnitt hat und durch Zerteilungsschnitte 50 und 51 (die gestrichelten Linien deuteten die dem Betrachter ab­ gewandten Enden der Zerteilungsschnitte, also die Durch­ trittsstellen dieser Zerteilungsschnitte auf der Rückseite des Abstützungsteils) in vier separate Abstützungskeilteile 52, 53, 54 und 55 unterteilt ist, wobei konzentrisch zu der mittigen Längsachse 56 ein Durchgangsloch 57 vorge­ sehen ist und die Zerteilungsschnitte 50 und 51 so ausge­ führt sind, daß sie unter einem spitzen Winkel a bzw. β zu einer ersten Bezugsebene 58 bzw. zweiten Bezugsebene 59 verlaufen, die senkrecht zueinander sind und beide die Längsachse 56 enthalten (diese Bezugsebenen verlaufen senkrecht zur Zeichnungsebene der Fig. 4).

In entsprechender Weise ist in Fig. 5 ein dem Abstützungs­ teil 2 entsprechendes Abstützungsteil 60 für ein Hohlprofil, dessen lichter Innenquerschnitt ein unregelmäßiges Fünf­ eck ist, dargestellt. Dieses Abstützungsteil 60 ist durch Zerteilungsschnitte 61 und 62, welche die in Fig. 5 sicht­ bare Vorderseite und die dem Betrachter abgewandte Rück­ seite des Abstützungsteils 60 schneiden, in vier separate Abstützungskeilteile 63, 64, 65 und 66 unterteilt, indem die Zerteilungsschnitte 61 und 62 unter einem spitzen Winkel α bzw. β zu einer ersten Bezugsebene 67 bzw. zu einer zweiten Bezugsebene 68 ausgeführt sind, welche Bezugsebenen 67 und 68 beide die mittlere Längsachse 69 des Abstützungs­ teils 60 enthalten, zu der konzentrisch ein Durchgangsloch 70 ausgebildet ist. Im übrigen gelten die Erläuterungen, die zu Fig. 4 gegeben sind, entsprechend für Fig. 5.

Selbstverständlich kann das jeweilige Abstützungsteil auch in mehr als vier Abstützungskeilteile unterteilt sein, ins­ besondere dann, wenn es sich um Hohlprofile mit einem lichten Innenquerschnitt handelt, der eine komplizierte Konfigura­ tion hat. Im allgemeinen genügt jedoch für sehr viele Quer­ schnitte eine Unterteilung in vier Abstützungskeilteile, um das Hohlprofil allseitig einspannen zu können, ohne daß es hierbei deformiert wird.

Es sei nun unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 eine Einspannvorrichtung zum Einspannen des Hohlprofils 1 von außen her erläutert, welche es im Zusammenwirken mit dem vorstehend beschriebenen Hohlprofil-Einspanneinschub ge­ stattet, das dünnwandige Hohlprofil praktisch deformations­ frei und ohne die Gefahr von Spannungsbrüchen einzuspannen und beispielsweise in einer Prüf- und Versuchseinrichtung der in Fig. 8 und 9 gezeigten Art unter Zug-/Druckkraft, Torsion und/oder Biegung sowie unter statischem oder dy­ namischem Innendruck auf Festigkeit o. dgl. zu untersuchen:

Das dünnwandige Hohlprofil 1 ist, wie sich aus den obigen Erläuterungen ergibt, mittels des Hohlprofil-Einspannein­ schubs gestützt und kann beim Einspannen von außen nicht mehr deformiert werden. Das dünnwandige Hohlprofil 1 wird nun von außen zunächst zwischen Ober- und Unterseite durch die beiden Einspannplatten 71 und 72 mittels der Einspann­ schrauben 73 in der Weise eingespannt, daß das Hohlprofil 1 mit seiner Unterseite auf die Oberseite der Einspannplatte 72 und die Einspannplatte 71 auf die Oberseite des Hohl­ profils 1 aufgelegt werden, und zwar so, daß die vier in der Einspannplatte 71 vorgesehenen gewindelosen Durchgangs­ löcher 74 mit den entsprechend angeordneten vier Gewinde­ löchern 75 in der Einspannplatte 72 fluchten, und weiter so, daß mit den Durchgangs- und Gewindelöchern 74 bzw. 75 außerdem Durchgangslöcher 77 von Verspannklötzchen 76 fluch­ ten, so daß die Einspannschrauben 73 deren Gewindeenden 78 in die Gewindelöcher 75 geschraubt werden, die Verspann­ klötzchen 76 parallel zu den beiden Seitenflächen des Hohl­ profils 1 derart fixieren, daß zwischen der der Seiten­ fläche des Hohlprofils zugewandten Seite des jeweiligen Ver­ spannklötzchens 76 und dem Hohlprofil 1 ein vorbestimmter Ab­ stand B (siehe Fig. 6) bleibt. Die Einspannschrauben 73 dienen den seitlichen Verspannklötzchen 76 infolgedessen als Gegenlager für je zwei weitere Einspann­ schrauben 79, die in Gewindedurchgangslöcher 80 ge­ schraubt werden, welche senkrecht zu den Seitenflächen des Hohlprofils 1 verlaufen, und zwar derart, daß die freien Enden dieser Einspannschrauben 79 jeweils eine Druckplatte 81 gegen je eine der beiden gegenüberliegenden Seitenflächen des Hohlprofils drücken. Auf diese Weise wird also das Hohlprofil 1 allseitig, nämlich auf allen seinen vier Sei­ ten zwischen den Einspannplatten 71, 72 und den Druckplatten 81 eingespannt.

Zum festen Verbinden der Außeneinspannvorrichtung, die in den Fig. 8 und 9 insgesamt mit 82 bezeichnet und dort mehr schematisch, also nicht in genauer Übereinstimmung mit den Fig. 6 und 7 dargestellt ist, sind in den Einspann­ platten 71 und 72 Durchgangslöcher 83 vorgesehen, die sich parallel zur Längsrichtung des Hohlprofils 1 erstrecken und durch die Verbindungsschrauben 84 hindurchsteckbar sind, deren Gewindeenden 85 mit der Versuchseinrichtung, wie in der Fig. 8 oder 9, verschraubt werden können, und zwar beispielsweise mit einer Kupplung 86 eines Torsions­ zylinders 87 auf der einen Seite des Hohlprofils 1 und mit einer Drehmomentdose 88 auf der anderen Seite des Hohl­ profils. Selbstverständlich kann die Verbindung, insbe­ sondere Verschraubung der Außeneinspannvorrichtung 82 mit der Versuchseinrichtung auch in anderer Weise erfolgen, die vorliegende Verschraubung ist nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel.

Schließlich sei noch erwähnt, daß der Hohlprofil-Einspann­ einschub der Art, wie er in Fig. 6 gezeigt ist, welcher an beiden Enden des Hohlprofils 1 in den beiden dargestellten Versuchseinrichtungen vorgesehen ist, in den Fig. 8 und 9 mit 89 bezeichnet ist, und daß die hydraulische Verbindung des Durchgangslochs 43 mit der übrigen Versuchseinrichtung nicht näher dargestellt ist, zumal sie in der verschie­ densten Art und Weise, beispielsweise über je eine Hydraulikschnellkupplung o. dgl. ausgeführt sein kann.

Die Versuchsvorrichtungen nach den Fig. 8 und 9 be­ treffen den Beispielsfall von Versuchseinrichtungen für kombinierte Schwingfestigkeitsversuche unter Torsion und Innendruck an Vierkanthohlprofilen derart, wie in Fig. 7 gezeigt (Hutprofile). Wie bereits im einzelnen dargelegt ist das als Prüfkörper verwendete dünnwandige Hohlprofil 1 allseitig fest eingespannt. Das Torsions­ moment wird durch den Torsionszylinder 87 an dem einen Längsende des Hohlprofils 1 aufgebracht und ist an dem anderen Längsende des Hohlprofils 1 mittels der als Torsionsmomentenmeßdose ausgeführten Drehmomentmeßdose 88 zu messen. Dieses zuletzt erwähnte Längsende des Hohl­ profils 1 ist über die Torsionsmomentenmeßdose und einen Längskraftkompensator 90 fest mit dem Gegenlager 91 ver­ bunden. Für Zug-/Druck- oder Biegeversuche ist der Ver­ suchsaufbau in vergleichbarer Weise ausgeführt.

Für Festigkeitsversuche unter Innendruck wird in dem Hohlprofil 1 der erwähnte Schlauch 45, der an beiden Enden an dem jeweiligen gummielastischen Abstützungsteil 32 angebracht ist, vorgesehen und mit einer Flüssigkeit, beispielsweise Wasser, luftfrei gefüllt. Der Innendruck im Inneren 31 des Hohlprofils 1 wird mit einem servohy­ draulischen Druckuntersetzer 92 eingestellt, in Fig. 8 über einen Gummifaltenbalg 93, der jeweils mit dem in Fig. 8 bzw. 9 rechten Längsende des Hohlprofils 1 über eine Strömungs­ mittelleitung 94 verbunden ist. An dem anderen, in Fig. 8 und 9 links befindlichen Längsende des Hohlprofils 1 ist eine Strömungsmittelleitung 95 angeschlossen.

Der Strömungsmitteldruck im Inneren 31 des Hohlprofils 1 wird mit einem Druckaufnehmer 96 gemessen, der über die Strömungsmittelleitung 95 an dasjenige Längsende des Hohlprofils 1 angeschlossen ist, welches dem mit der Strömungsmittelzuführungsleitung 97 verbundenen Längs­ ende gegenüberliegt.

Der eine Antriebszylinder des Druckuntersetzers 92 in Fig. 8 ist mit 98 bezeichnet, und der andere Antriebs­ zylinder mit 99. Die Druckzuführungsleitung P und die Druckentspannungsleitung R sind bei den Versuchseinrichtungen nach den Fig. 8 und 9 jeweils über ein erstes Servoventil 100 mit dem Torsionszylinder 87 und über ein zweites Servoventil 101 mit dem Druckuntersetzer 92 verbunden, wobei eingangsseitig an die Servoventile 100 und 101 je ein Hoch- und Niederdruckmembranspeicher 102 angeschlossen ist. Außerdem ist an die Strömungsmittelleitung 97, die auch zu einem Druckaufnehmer 96 führt, ein Druckbegrenzungsventil 103 und ein Rückschlagventil 104 angeschlossen. Das Rück­ schlagventil 104 ist über ein Feinfilter 105 und ein Kugel­ absperrventil 106 mit der Brauchwasserzuführungsleitung 107 verbunden.

Schließlich ist an die Strömungsmittelleitung 95, die mit dem Druckaufnehmer 96 verbunden ist, ein Entlüftungs­ ventil 108 angeschlossen. Die beiden Druckaufnehmer 96, die je an einem der beiden Längsenden des Hohlprofils 1 ange­ schlossen sind, gestatten es, zu verifizieren, daß der Druck überall im Inneren 31 des Hohlprofils 1 gleich ist, wenn der Zu- und Abfluß des Strömungsmittels einseitig gesperrt ist.

Mit den Versuchseinrichtungen nach den Fig. 8 und 9 wurden Festigkeitsversuche unter Innendruck an dünn­ wandigen Hohlprofilen aus Blech, für die bisher noch keine Erfahrungen vorlagen, für die erforderlichen Drücke ausgeführt, nämlich mit Druckamplituden von p=10 bis 150 kPa bei einer Frequenz f=6 bis 10 Hertz.

Die Festigkeitsversuche, die an punktgeschweißten und ge­ klebten dünnwandigen Hohlprofilen 1 ausgeführt wurden, wurden, wie bereits erwähnt, mit Wasser als gesundheitlich unbedenklichem, inkompressiblem und eine geringe Viskosität aufweisendem Druckmedium durchgeführt. Um eine von der Strömung unabhängige und über die Länge des Hohlprofils 1 konstante Druckverteilung in dem Hohlprofil 1 zu erhalten, wird kein Durchfluß des Wasser durch das Innere 31 des Hohlprofils 1 zugelassen. Das Innere 31 des Hohlprofils ist einseitig geschlossen. Von der offenen Seite her wird das Wasser über die Strömungsmittelleitungen 94 und 97 in das Innere 31 des Hohlprofils 1 gedrückt und wieder herausgesogen. Als Druckerzeuger wird, wie bereits er­ wähnt, eine wasserhydraulische Zylindereinheit 92, 98, 99 oder ein mit der Zylinderkraft eines Druckuntersetzers 92 beaufschlagter Gummifaltenbalg 93 verwendet. Da auf der geschlossenen Seite des Hohlprofils 1 (in den Fig. 8 und 9 ist es das linke Längsende) keine Strömung statt­ findet und somit auch kein Druckverlust auftritt, kann der Innendruck im Hohlprofil 1 außerhalb dieses Hohlprofils gemessen werden. Der Druckaufnehmer 96 ist als Ist-Wert­ geber im Versuchsregelkreis angeordnet und außerhalb des Hohlprofils 1 an dessen geschlossenem Längsende ange­ schlossen.

Im übrigen werden zur Erzeugung von Torsions-, Zug-/Druck- oder Biegebelastungen servohydraulische Prüfzylinder, ins­ besondere von der Art, wie sie von der Firma Schenck, Darm­ stadt, hergestellt und geliefert werden, verwendet.

Das Torsionsmoment bzw. andere Kräfte werden an dem der Krafteinleitung gegenüberliegenden Längsende des Hohl­ profils 1 gemessen, um den Einfluß von Massenkräften aus­ zuschließen.

Im Hinblick auf kombinierte Versuche unter Innendruck mit anderen Belastungsarten wird an der Spann- und Kompressionsschraube 38 an dem geschlossenen Hohlprofil­ ende eine Ricoh-Minischnellkupplung beispielsweise ange­ ordnet, um platzsparend nach dem Einspannen des Hohlpro­ fils 1 entlüften und danach den in den Fig. 8 und 9 linken Druckaufnehmer 96 anbringen zu können. Durch die Verwendung eines Druckaufnehmer 96 an dieser Stelle mit extrem kleiner Membran kommt es während dynamischer Innendruckversuche nur zu minimalen Volumenströmen auf der Druckaufnehmerseite, so daß keine Druckverluste am engen Querschnitte der Ricoh-Schnellkupplung oder einer sonstigen Verbindung mit dem Druckaufnehmer auf­ treten und der außerhalb des Hohlprofils 1 gemessene Druck dem tatsächlichen Druck im Inneren 31 des Hohl­ profils 1 entspricht.

Zum Schutz beim Platzen der als Schlauch ausgeführten Strömungsmittelleitung 94 ist das Hohlprofil 1 mit der Innen- und Außeneinspannvorrichtung 89 bzw. 82 in einem Kasten aus Plexiglas untergebracht, der eventuell aus­ laufendes Wasser auffängt.

Durch die Hohlprofilinnenabstützung und den Innendruck­ belastungseinschub, der aus dem Schlauch 45 und den an seinen beiden Enden angebrachten gummielastischen Ab­ stützungsteilen 32 gebildet ist, werden genau definierte und jederzeit wiederholbare Versuchsbedingungen geschaf­ fen.

Durch Soll-Wertvorgabe von einem Frequenzgenerator oder von einem Rechner können neben statischen Festigkeits­ versuchen sowohl Einstufenversuche als auch Versuche unter vorgegebenen Lastfolgen durchgeführt werden.

Wie insbesondere die Fig. 6, 8 und 9 zeigen, ist die Länge der Abstützungskeilteile bzw. des starren Abstützungs­ teils 2 und des gummielastischen Abstützungsteils 32 so abge­ stimmt und/oder die Außeneinspannvorrichtung so bemessen oder ange­ ordnet, daß die Mitte oder der mittlere Bereich (in Längsrichtung des Hohlprofils gesehen) des gummielastischen Abstützungs­ teils 32, das sich im Inneren des Hohlprofils 1 befindet, genau dort ist, wo die äußeren Einspannbacken 71, 72 und 81 in ihrer Erstreckung nach dem Längsinneren des Hohlpro­ fils zu enden, d.h. wo sich die Einspannungskanten 71 a, 72 a und 81 a bzw. 82 a befinden.

Gegenstand der Erfindung ist außer dem Einschub auch die ge­ samte Einspannung für Hohlprofile und der spezielle Be­ lastungseinschub für Druckversuche, denn das Hohlprofil kann insbesondere allseitig von außen eingespannt werden.

Claims (23)

1. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, umfassend ein Abstützungs­ teil (2; 49; 60), dessen Außenquerschnitt komplementär zum Innenquerschnitt des Hohlprofils (1) ist und das eine In­ nenabstützungsvorrichtung bildet, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das starre Abstützungsteil (2; 49; 60) in mehrere Abstützungskeilteile (3 bis 6; 52 bis 55; 63 bis 66) unterteilt ist, deren Keilflächen (3 a, 3 b, 4 a, 4 b, 5 a, 5 b, 6 a, 6 b) einen spitzen Winkel (α, β) mit einer Längsachse (7; 56; 69) des Hohlprofils (1) einschließen und die mit einer Spannvorrichtung (26) zum Verspannen der Abstützungskeilteile (3 bis 6; 52 bis 55; 63 bis 66) gegen­ einander und gegen die Innenflächen des Hohlprofils (1) versehen sind.

2. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein gummielastisches Abstützungsteil (32), dessen Außenquerschnitt komplemen­ tär zum Innenquerschnitt des Hohlprofils (1) ist, auf der dem Inneren des Hohlprofils (1) zugewandten Seite der Ab­ stützungskeilteile (3 bis 6; 52 bis 55; 63 bis 66) zusam­ men mit einer Kompressionsvorrichtung (33) zum Verspannen des gummielastischen Abstützungsteils (32) gegen die Innen­ flächen des Hohlprofils (1) durch Kompression des gummi­ elastischen Abstützungsteils (32) in Längsrichtung (A) des Hohlprofils (1) vorgesehen ist.

3. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem gummielastischen Abstützungsteil (32) ein gummielastischer Schlauch (45) an­ gebracht ist, der eine strömungsmitteldichte Wandung bil­ det, die sich unter Strömungsmittelbeaufschlagung vom In­ neren des Schlauchs her an die Innenwände des Hohlprofils anlegt.

4. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem der beiden En­ den des gummielastischen Schlauchs je ein gummielastisches Abstützungsteil (32) je eines Einschubs nach Anspruch 2 an­ gebracht ist.

5. Einschub nach Anspruch 3 oder 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der gummielastische Schlauch (45) auf dem Außenumfang des gummielastischen Abstützungs­ teils (32) angebracht, insbesondere aufgeklebt, ist.

6. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das starre Abstützungsteil (2; 49; 60) in wenigstens drei oder vier Abstützungskeilteile (3 bis 6; 52 bis 55; 63 bis 66) unterteilt ist, wobei die Keilflächen (3 a, 3 b, 4 a, 4 b, 5 a, 5 b, 6 a, 6 b), längs deren die Abstützungskeilteile (3 bis 6; 52 bis 55; 63 bis 66) in Längsrichtung (A) des Hohlpro­ fils (1) gegeneinander verschiebbar sind, erste Keilflächen (3 a, 4 a, 5 a, 6 a) umfassen, welche mit einer ersten, eine Längsachse (7; 56; 69) des Hohlprofils (1) enthaltenden Bezugsebene (8; 58; 67) einen ersten spitzen Winkel (α) einschließen, sowie zweite Keilflächen (3 b, 4 b, 5 b, 6 b), die mit einer von der ersten Bezugsebene (8; 58; 67) unterschiedlichen zweiten Bezugsebene (9; 59; 68), welche die bzw. eine Längsachse (7; 56; 69) des Hohlprofils (1) enthält, einen zweiten spitzen Winkel (β) einschließen.

7. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite spitze Win­ kel (β) gleich dem ersten spitzen Winkel (α) ist.

8. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Keilflächen (3 a, 3 b, 4 a, 4 b, 5 a, 5 b, 6 a, 6 b) eine ausrei­ chende Rauhigkeit derart haben, daß sie sich nicht ohne äußere Verschiebungskräfte von selbst gegeneinander ver­ schieben.

9. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die die Keilflächen (3 a, 3 b, 4 a, 4 b, 5 a, 5 b, 6 a, 6 b) begren­ zenden Kanten (14, 15, 16, 17, 18, 19, 21) und vorzugs­ weise auch die übrigen Kanten (23, 24) der Abstützungs­ keilteile (3 bis 6; 52 bis 55, 63 bis 66) gebrochen, ins­ besondere abgeschrägt oder abgerundet, sind.

10. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützungskeilteile (3 bis 6; 52 bis 55; 63 bis 66) gemein­ sam ein in Längsrichtung (A) des Hohlprofils (1) durch das Abstützungsteil (2; 49; 60) hindurchgehendes, vorzugsweise zylindrisches Durchgangsloch (22; 57; 70) für die Spann­ vorrichtung (26) zum Verspannen der Abstützungskeilteile (3 bis 6; 52 bis 55; 63 bis 66) gegeneinander und gegen die Innenflächen des Hohlprofils (1) begrenzen, insbesondere für eine Spannschraube (27), die zusammen mit wenigstens einer Mutter (29, 40) vorzugsweise als Spannvorrichtung (26) vorgesehen ist.

11. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kompressionsvorrichtung (33) zwei Druckteile (34, 35) um­ faßt, die das gummileastische Abstützungsteil (32) in Längs­ richtung (A) des Hohlprofils (1) zwischen sich einschließen, und eine Kompressionsschraube (36), welche sich durch ein Durchgangsloch (39) des gummielastischen Abstützungsteils (32) hindurch erstreckt und das gummielastische Abstützungs­ teil (32) mittels der Druckteile (34, 35) komprimiert und dadurch gegen die benachbarten Innenflächen des Hohlprofils (1) andrückt.

12. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckteile (34, 35) als Druckplatten bzw. -plättchen ausgebildet sind, deren Umriß zum Innenquerschnitt des Hohlprofils (1) komplemen­ tär ist.

13. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das dem In­ neren (31) des Hohlprofils (1) zugewandte Druckteil (35) gleichzeitig als Mutter der Kompressionsschraube (36) aus­ gebildet ist.

14. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützungskeilteile (3 bis 6; 52 bis 55; 63 bis 66) und das gummielastische Abstützungsteil (32) in Längsrichtung (A) des Hohlprofils (1) fluchtend hintereinander angeordnet und durch eine kombinierte Spann- und Kompressionsvorrichtung (26, 33) zum Verspannen der Abstützungskeilteile (3 bis 6; 52 bis 55; 63 bis 66) und zum Komprimieren des gummielastischen Ab­ stützungsteils (32) miteinander verbunden sind, wobei die Betätigungselemente (40, 42) für das Verspannen der Abstützungs­ keilteile (3 bis 6; 52 bis 55; 63 bis 66) und das Komprimieren des gummielastischen Abstützungsteils (32) auf der letzteren abgewandten Seite der Abstützungskeilteile (3 bis 6; 52 bis 55; 63 bis 66) angeordnet sind.

15. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die kombinierte Spann- und Kompressionsvorrichtung (26, 33) eine Spann- und Kom­ pressionsschraube (38) umfaßt, die sich durch das von den Abstützungskeilteilen (3 bis 6; 52 bis 55; 63 bis 66) be­ grenzte Durchgangsloch (22; 57; 70) und durch das Durch­ gangsloch (39) des gummielastischen Abstützungsteils (32) erstreckt und mit ihrem einen Ende in das eine Druckteil (35) geschraubt ist, welches gleichzeitig als Mutter ausge­ bildet ist.

16. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Spann- und Kompres­ sionsschraube (38) eine Schulter (37) aufweist, die mit der dem gummielastischen Abstützungsteil (32) abgewandten Sei­ te (46) des anderen Druckteils (34) oder einer dort vorge­ sehenen Dichtung, insbesondere Ringdichtung (48) für das Abdichten gegen ein im Schlauch (45) befindliches Fluid zu­ sammenwirkt.

17. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Spann- und Kompressionsschraube (38) benachbart dem Längsende der Ab­ stützungskeilteile (3 bis 6; 52 bis 55; 63 bis 66), wel­ ches dem gummielastischen Abstützungsteil (32) abgewandt ist, ein Gewinde aufweist, auf das eine die Abstützungs­ keilteile (3 bis 6; 52 bis 55; 63 bis 66) verspannende Mut­ ter (40) aufgeschraubt ist.

18. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach Anspruch 15, 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des anderen Endes der Spann- und Kompressionsschraube (38) eine Eingriffsfläche (42) für ein Verschraubungswerkzeug, insbesondere einen Schraubenschlüssel o. dgl., angebracht ist.

19. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß in der dem gummielastischen Abstützungsteil (32) abgewandten Seite des anderen Druckteils (34) eine ringförmige Aus­ nehmung (47) mit einer darin befindlichen Ringdichtung (48), mit der die Schulter (37) der Spann- und Kompressionsschrau­ be (38) zusammenwirkt, vorgesehen ist.

20. Einschub für das Einspannen von Hohlprofilen, ins­ besondere für Innendruckversuche, nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß sich durch die Spannvorrichtung, insbesondere die Spannschraube (27) und die Kompressionschraube (36) oder die kombinierte Spann- und Kompressionsschraube (38), ein Durchgangsloch (43) als Strömungsmittelkanal erstreckt.

21. Anwendung des Einschubs für das Einspannen von Hohl­ profilen, insbesondere für Innendruckversuche, nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (1) zusammen mit dem darin befindlichen Einschub mittels einer Außeneinspannvorrichtung eingespannt ist.

22. Anwendung des Einschubs für das Einspannen von Hohl­ profilen, insbesondere für Innendruckversuche, nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Ein­ spannungskante der Außeneinspannvorrichtung (82) im Bereich des gummielastischen Abstützungsteils (32), insbe­ sondere im Bereich von dessen Längsmitte, angeordnet ist.

23. Anwendung des Einschubs für das Einspannen von Hohl­ profilen, insbesondere für Innendruckversuche, nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil allseitig um seinen Umfang herum eingespannt wird.