DE9406894U1

DE9406894U1 - Spannkopf

Info

Publication number: DE9406894U1
Application number: DE9406894U
Authority: DE
Original assignee: DEMGEN KARL WILLI
Current assignee: DEMGEN KARL WILLI
Priority date: 1994-04-18
Filing date: 1994-04-18
Publication date: 1994-07-07
Anticipated expiration: 2004-04-19
Also published as: DE29505374U1

Description

Die Erfindung betrifft einen Spannkopf für eine Werkstoffprüfmaschine zum Einspannen und Halten von Probekörpern, bestehend aus Grundkörper, Spannmittel und einem diesem Spannmittel zugeordneten Gegenlager, jeweils mit mindestens einer Spannbacke.

Derartige Spannköpfe sind seit langem bekannt. In der DE-PS 33 10 66 wird im Prinzip eine entsprechende Bauart beschrieben, die es erlaubt, kurze Probestücke bzw. -körper mit einer hohen Spannkraft zu spannen. Hierzu ist an jeder Kolbenzylindereinheit ein Spannmittelkopf exzentrisch zu dem entsprechenden Kolben angebracht.

Der Entwurf der DIN ISO 10 319 beschreibt ein Indexprüfverfahren zur Bestimmung der Zugfestigkeit von Geotextilien oder geotextilverwandten Produkten durch Verwendung eines breiten Probestreifens. Dieses Verfahren ist auf die meisten Geotextilien, einschließlich gewebte Geotextilien, Fließstoffe, Geoverbundstoffe, Maschenwaren und Filze anwendbar. Es betrifft die Messung zur Bestimmung der Kraft-Dehnungs-Eigenschaften und schließt Verfahren zur Berechnung der Sekantensteife, der Höchstbelastung pro Breiteneinheit und der Zugspannung bei Höchstbelastung ein. Hierbei werden auch Messungen der Zugfestigkeit sowohl im Normalklima als auch im feuchten Zustand untersucht. Bei diesem Verfahren ist die Probenbreite größer als die Länge, da einige Geotextilien die Tendenz besitzen, sich unter der Zuglast in der Meßlänge zusammenzuziehen. Der Zugversuch ist so lange durchzuführen, bis die Meßprobe reißt.

Aufgrund neuentwickelter, hochfester Materialien und für den Zugversuch ungünstiger Probenquerschnitte sind Spannkräfte bis zu 1000 kN nötig, die mit den bisher bekannten Spannköpfen nicht aufgebracht werden können.

Es ist bei den bisher bekannten Spannköpfen auch schwierig, die Probekörper zentrisch so zueinander zu spannen, daß ein Verrutschen der Meßprobe besonders bei festeren Geotextilien

verhindert wird. Ein schräges Einspannen der Probekörper führt zu einer Kerbwirkung und somit zur Verfälschung des Meßergebnisses.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Spannkopf für eine Werkstoffprüfmaschine zum sicheren Einspannen und Halten von Probekörpern zu schaffen, dessen Anordnung und Auslegung der Spannmittel so gestaltet sind, daß Spannkräfte bis zu 1000 kN ohne Verformung bzw. Aufweitung des Grundkörpers möglich sind. Desweiteren soll auch ein einfaches Einspannen und Entnehmen von Probekörpern von flächenhafter z.B. textiler Art aus dem Spannkopf möglich sein.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in Anspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Die Lösung wird durch die Merkmale in Anspruch 2 und 3 erfindungsgemäß weitergebildet.

Die Erfindung weist gegenüber dem Bekannten die Vorteile auf, daß die erfindungsgemäße Anordnung eine immer gleiche Anpreßkraft gewährleistet, was insbesondere für Gewebeproben sehr wichtig ist. Zudem werden sehr hohe Spannkräfte erzeugt, ohne daß sich der Grundkörper verformt. Besonders bei Reihenuntersuchungen ermöglicht die Geometrie des Spannkopfes und eine zusätzliche Aufnahmeleiste für Probekörper eine einfache Handhabung.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor.

Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Spannkopf, mit einer Haltevorrichtung ,
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Fig. 2 einen Schnitt durch den Spannkopf, entlang einer Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Vorderansicht des Spannkopfes,
Fig. 4 eine Seitenansicht des Spannkopfes,
Fig. 5 eine Vorderansicht einer Haltevorrichtung,

Fig. 6 eine Seitenansicht der Haltevorrichtung gemäß
Fig. 5.

Ein Spannkopf 1 besteht im wesentlichen aus einem Grundkörper 10, der unter Bildung von Schenkeln 16, 17 U-förmig gestaltet ist. Auf der einen Seite, am Schenkel 16, befindet sich das eine Spannmittel 18, die andere Seite, der Schenkel 17, ist durch ein Gegenlager 32 besetzt. Das Gegenlager 32 ist also konstruktiv auf das Zusammenwirken mit dem Spannmittel 18 ausgerichtet.

An der der Öffnung des Grundkörpers 10 gegenüberliegenden Seite ist eine Aufnahme 11 zur Befestigung des Spannkopfes 1 an einer Werkstoffprüfmaschine vorgesehen.

Das Spannmittel 18 umfaßt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel zwei nebeneinander angeordnete Spannzylinder 2, 3, deren Kolben 4, 5 mittels eines Spannjochs 6 starr miteinander verbunden sind. Hierdurch wird eine immer gleiche Flächenpressung der Probekörper gegen das Gegenlager 32 durch den durch die starre Verbindung hervorgerufenen Synchronlauf der nebeneinander angeordneten Spannzylinder 2, 3 erreicht.

Den beiden Spannzylindern 2, 3 mittig gegenüberliegend ist an dem Schenkel 17 des Grundkörpers 10 des Spannkopfs 1 ein einzelnes Spannmittel als Gegenlager 32 vorgesehen. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Gegenlager mittels einer Spindel 30 von Hand axial verstellbar.

Bei einem anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispxel ist als Spannmittel für das Gegenlager 32 ebenfalls ein in reiner

Axialrichtung verstellbarer Spannzylinder vorgesehen.

Durch die Verwendung von zwei Spannzylindern 2, 3 in Zwillingsanordnung nebeneinander für eine gemeinsame Spannbacke und mittig gegenüberliegend ein einzelnes Spannmittel mit einer anderen Spannbacke wird eine etwaige Verkantung und/oder ungleiche Spannkräfte ausgleichende Dreipunktlagerung eines Probekörpers 23 und folglich eine über die Probenbreite nahezu konstante Spannkraft erzielt.
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Auf dem Spann joch 6 ist eine Spannbacke 33 vorgesehen. Demgegenüber ist am Spannmittel des Gegenlagers 32 eine Spannbackenaufnahme 31 mit einer Spannbacke 34 vorgesehen.

Die Spannbacken 33, 34 sind in mehrere voneinander getrennte Spannsegmente 7, 8, 9, 37, 38, 39 unterteilt. Durch die Aufteilung der Spannbacken in einzelne Segmente ergibt sich der Vorteil, daß aufgrund ihrer geringen Längserstreckung die Spannbackensegmente 7, 8, 9, 37, 38, 39 kostengünstig und präzise hergestellt und leichter montiert werden können.

Das innere Spannsegment 8, 38 ist gegenüber den äußeren Spannbackensegmenten 7, 9, 37, 39 jeweils geringfügig zurückversetzt. Hierdurch wird das Halten der Probekörper im eingespannten Zustand insbesondere bei Spannbackensegmenten mit glatter Spannfläche begünstigt.

An der Stirnseite des Grundkörpers 10 ist am offenen Ende des U-förmig gestalteten Grundkörpers 10 von einem Schenkel 16 zum anderen Schenkel 17 ein Riegel 13 als Verbindung vorgesehen, der schwenkbar in Richtung eines Schwenkpfeils 14 und in dessen Gegenrichtung gelagert ist. Der Riegel 13 soll verhindern, daß sich der Grundkörper 10 bei extrem hohen Spannkräften an seinem offenen Ende aufweitet.

An der dem Riegel 13 gegenüberliegenden Seite ist eine Brücke 12 in Form eines Verbindungsglieds von dem einen Schenkel 16

zum anderen Schenkel 17 vorgesehen. Diese Brücke 12, lösbar mit dem Grundkörper 10 verbunden, soll verhindern, daß sich der Grundkörper 10 bei extrem hohen Spannkräften an seinem offenen Ende aufweitet.
5

Zur Vereinfachung der Einführung der Probenkörper ist der Grundkörper 10 U-förmig gestaltet und weist an seinem Grund 22 eine Haltevorrichtung 20 zum Halten von flächenhaften Probekörpern auf.

Die Haltevorrichtung 20 für Probekörper als im Querschnitt U-förmige Aufnahmeleiste weist Schenkel 40, 41 auf, zwischen denen ein Randstreifen des flächenhaften Probekörpers befestigbar ist. Ebenfalls zwischen den Schenkeln 40, 41 ist eine Druckleiste 28 vorgesehen. Diese ist quer zur Längserstreckung der leistenförmigen Haltevorrichtung 20 mittels mindestens einer Stellschraube 27 verschiebbar.

Die Haltevorrichtung 20 weist auf der der offenen Seite gegenüberliegenden Seite Halter 35 in Form von Nutsteinen auf, die mittels Schrauben 29 an den Grund 22 des Grundkörpers 10 des Spannkopfes 1 anschraubbar sind.

Bei einem anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Haltevorrichtung 20 in der Form der Aufnahmeleiste durch eine Nut-Steg-Führung in eine Halteschiene 21 einschiebbar und lösbar befestigbar. Die Halteschiene 21 ist fest oder lösbar mit dem Grund 22 des Grundkörpers 10 des Spannkopfes 1 verbunden .
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Funktionsweise

Nach Zuschneiden des Probekörpers 23 auf das erforderliche Maß wird der entsprechende Randstreifen des Probekörpers in die Haltevorrichtung 20 eingeführt. Dann wird der Probekörper 23 durch Verschieben der Druckleiste 28 mittels der Stell-

schrauben 27 in der Haltevorrichtung 20 klemmend befestigt.

Die Haltevorrichtung 20 wird nun mit dem Probekörper 23 in die Nut-Steg-Führung bis in die vorbestimmte Lage eingeschoben.
5

Bei einem anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispiel wird die Haltevorrichtung 20 mit dem Probekörper 23 entsprechend auf die Halter 35 am Grund 22 des Grundkörpers 10 aufgeschoben.

Das Gegenlager 32 ist mit Hilfe der Spindel 30 so zu positionieren, daß die Spannbacke 34 gerade den Probekörper 23 berührt. Hierdurch wird eine exakte Positionierung und Ausrichtung des Probekörpers 23 gewährleistet, ohne daß die Gefahr besteht, daß Kerbwirkungen außerhalb des Prüfbereichs an dem Prüfkörper 23 entstehen.

Die Kolben 4, 5 der Spannzylinder 2, 3 werden mit Druck beaufschlagt. Die Spannbacke 33 verfährt in Richtung des Probekörpers 23, bis dieser mit der erforderlichen Spannkraft zwischen den Spannbacken 33, 34 eingespannt ist.

Die Dreipunktabstützung des Probekörpers 23 durch Verwendung von zwei Spannmitteln in Zwillingsanordnung nebeneinander und einem einzelnen diesen mittig gegenüberliegenden Spannmittel, gewährleisten eine optimale Klemmung des mit Hilfe der Haltevorrichtung 20 in einfacher Weise in genau definierter Lage zwischen den Spannbacken 33, 34 positionierten Probekörpers 23.

Bezugszeichenliste

1	Spannkopf
2	Spannzylinder
3	Spannzy1inder
4	Kolben
5	Kolben
6	Spannjoch
7,	8,9 Segmente
10	Grundkörper
11	Aufnahme
12	Brücke
13	Riegel
14	Schwenkpfeil
16	Schenkel
17	Schenkel
18	Spannmittel
19	Öffnung
20	Haltevorrichtung
21	Halteschiene
22	Grund
23	Probe
25	Messkala
26	Schiene
27	Stellschraube
28	Druckleiste
29	Schraube

30 Spindel

31 Spannbackenaufnahme

32 Gegenlager 3 3 Spannbacke

34 Spannbacke

35 Halter 37,38,39 Segmente

40 Schenkel

41 Schenkel

Claims

Ansprüche

1. Spannkopf für eine Werkstoffprüfmaschine zum Einspannen und Halten von Probekörpern, bestehend aus Grundkörper, Spannmittel und einem diesem Spannmittel zugeordneten Gegenlager, jeweils mit mindestens einer Spannbacke, dadurch gekennzeichnet, daß der Grundkörper (10) U-förmig gestaltet ist und an einem Schenkel (16) das Spannmittel (18), an dem anderen Schenkel (17) das Gegenlager (32) und an dem Grund (22) des Grundkörpers (10) eine Haltevorrichtung (20) zum Halten von flächenhaften Probekörpern (23) vorgesehen sind.

2. Spannkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Kolben (2, 3) des Spannmittels (18) mittels eines Spannjochs (6) starr miteinander verbunden sind.

3. Spannkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß auf dem Spann joch (6) eine Spannbacke

(33) vorgesehen ist.

4. Spannkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß den Kolben (2, 3) mittig gegenüberliegend ein einzelnes Spannmittel als Gegenlager (32) vorgesehen ist.

5. Spannkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß das Gegenlager (32) mittels einer Spindel (30) axial verstellbar ist.

6. Spannkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge kennzeichnet, daß die Spannbacken (33, 34) in mehrere voneinander getrennte Spannsegmente (7, 8, 9, 37, 38, 39) unterteilt sind.

7. Spannkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das innere Spannsegment (8, 38) gegenüber den äußeren

Spannsegmenten (7, 9, 37, 39) geringfügig zurückversetzt ist.

8. Spannkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch ge- kennzeichnet, daß im offenen Ende des U-förmig gestalteten Grundkörpers (10) von einem Schenkel (16) zum anderen Schenkel (17) ein Riegel (13) als Verbindung vorgesehen ist.

9. Spannkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (20) für Probekörper als im Querschnitt U-förmige Aufnahmeleiste mit Schenkeln (40, 41) gestaltet ist, zwischen denen ein Randstreifen des flächenhaften Probekörpers befestigbar ist.

10. Spannkopf nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Schenkeln (40, 41) eine Druckleiste (28) vorgesehen ist.

11. Spannkopf nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckleiste (28) quer zur Längserstreckung der Haltevorrichtung (20) mittels mindestens einer Stellschraube (27) verschiebbar ist.

12. Spannkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (20) mittels Haltern (35) lösbar auf dem Grund des Grundkörpers (10) anbringbar ist.

13. Spannkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (20) in der Form der Aufnahmeleiste durch eine Nut-Steg-Führung in eine Halteschiene (21) einschiebbar ist.

14. Spannkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter (35) magnetisch sind.

15. Spannkopf nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Halter (35) nutensteinartig ausgebildet sind.