DE9406894U1 - Clamping head - Google Patents
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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. The invention relates to a clamping head for a material testing machine for clamping and holding test specimens, consisting of a base body, clamping device and a counter bearing assigned to this clamping device, each with at least one clamping jaw.
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.Such clamping heads have been known for a long time. In principle, a corresponding design is described in DE-PS 33 10 66, which allows short test pieces or bodies to be clamped with a high clamping force. For this purpose, a clamping device head is attached to each piston-cylinder unit eccentrically to the corresponding piston.
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.The draft of DIN ISO 10 319 describes an index test method for determining the tensile strength of geotextiles or geotextile-related products using a wide test strip. This method is applicable to most geotextiles, including woven geotextiles, nonwovens, geocomposites, knitted fabrics and felts. It concerns the measurement to determine the force-strain properties and includes methods for calculating the secant stiffness, the maximum load per unit width and the tensile stress at the maximum load. This also involves measurements of the tensile strength in both normal climate and in the wet state. In this method, the sample width is greater than the length, since some geotextiles have a tendency to contract under the tensile load in the measuring length. The tensile test must be carried out until the measuring sample breaks.
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.Due to newly developed, high-strength materials and sample cross-sections that are unfavorable for tensile testing, clamping forces of up to 1000 kN are required, which cannot be applied with the clamping heads known to date.
Es ist bei den bisher bekannten Spannköpfen auch schwierig, die Probekörper zentrisch so zueinander zu spannen, daß ein Verrutschen der Meßprobe besonders bei festeren GeotextilienWith the clamping heads known to date, it is also difficult to clamp the test specimens centrically to one another in such a way that slipping of the test specimen is prevented, especially with firmer geotextiles.
verhindert wird. Ein schräges Einspannen der Probekörper führt zu einer Kerbwirkung und somit zur Verfälschung des Meßergebnisses. is prevented. Clamping the test specimens at an angle leads to a notch effect and thus to a falsification of the measurement result.
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.The invention is based on the task of creating a clamping head for a material testing machine for securely clamping and holding test specimens, the arrangement and design of the clamping means of which are designed in such a way that clamping forces of up to 1000 kN are possible without deformation or expansion of the base body. Furthermore, it should also be possible to easily clamp and remove test specimens of a flat type, e.g. textile, from the clamping head.
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.According to the invention, the object is achieved by the features listed in claim 1. The solution is further developed according to the invention by the features in claims 2 and 3.
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. The invention has the advantage over the known in that the arrangement according to the invention always ensures the same contact pressure, which is particularly important for tissue samples. In addition, very high clamping forces are generated without the base body deforming. The geometry of the clamping head and an additional holder bar for test specimens enable easy handling, particularly in series examinations.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung hervor.Further advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims and the following description.
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel anhand von Zeichnungen erläutert. Es zeigenThe invention is explained using an embodiment based on drawings. They show
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Spannkopf, mit einer Haltevorrichtung
,
35Fig. 1 a section through a clamping head, with a holding device,
35
Fig. 2 einen Schnitt durch den Spannkopf, entlang einer Linie II-II in Fig. 1,Fig. 2 a section through the clamping head, along a line II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Vorderansicht des Spannkopfes,
Fig. 4 eine Seitenansicht des Spannkopfes,
Fig. 5 eine Vorderansicht einer Haltevorrichtung,Fig. 3 a front view of the clamping head,
Fig. 4 a side view of the clamping head,
Fig. 5 is a front view of a holding device,
Fig. 6 eine Seitenansicht der Haltevorrichtung gemäß
Fig. 5.Fig. 6 a side view of the holding device according to
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.A clamping head 1 essentially consists of a base body 10, which is U-shaped with the formation of legs 16, 17. On one side, on the leg 16, there is a clamping device 18, the other side, the leg 17, is occupied by a counter bearing 32. The counter bearing 32 is therefore structurally aligned to interact with the clamping device 18.
An der der Öffnung des Grundkörpers 10 gegenüberliegenden Seite ist eine Aufnahme 11 zur Befestigung des Spannkopfes 1 an einer Werkstoffprüfmaschine vorgesehen.On the side opposite the opening of the base body 10, a holder 11 is provided for fastening the clamping head 1 to a materials testing machine.
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.In the embodiment shown, the clamping device 18 comprises two clamping cylinders 2, 3 arranged next to one another, the pistons 4, 5 of which are rigidly connected to one another by means of a clamping yoke 6. This ensures that the surface pressure of the test specimens against the counter bearing 32 is always the same due to the synchronous operation of the clamping cylinders 2, 3 arranged next to one another, which is caused by the rigid connection.
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.A single clamping device is provided as a counter bearing 32 on the leg 17 of the base body 10 of the clamping head 1, centrally opposite the two clamping cylinders 2, 3. In the present embodiment, the counter bearing can be adjusted axially by hand using a spindle 30.
Bei einem anderen nicht dargestellten Ausführungsbeispxel ist als Spannmittel für das Gegenlager 32 ebenfalls ein in reinerIn another embodiment not shown, the clamping device for the counter bearing 32 is also a pure
Axialrichtung verstellbarer Spannzylinder vorgesehen.Axial adjustable clamping cylinder provided.
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.
10By using two clamping cylinders 2, 3 in a twin arrangement next to each other for a common clamping jaw and a single clamping device with another clamping jaw in the middle opposite, a three-point support of a test specimen 23 is achieved which compensates for any tilting and/or unequal clamping forces and consequently a clamping force which is almost constant across the width of the specimen.
10
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.A clamping jaw 33 is provided on the clamping yoke 6. In contrast, a clamping jaw holder 31 with a clamping jaw 34 is provided on the clamping device of the counter bearing 32.
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.The clamping jaws 33, 34 are divided into several separate clamping segments 7, 8, 9, 37, 38, 39. Dividing the clamping jaws into individual segments has the advantage that, due to their small longitudinal extension, the clamping jaw segments 7, 8, 9, 37, 38, 39 can be manufactured cost-effectively and precisely and can be assembled more easily.
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.The inner clamping segment 8, 38 is slightly set back from the outer clamping jaw segments 7, 9, 37, 39. This facilitates the holding of the test specimens in the clamped state, especially in the case of clamping jaw segments with a smooth clamping surface.
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.On the front side of the base body 10, at the open end of the U-shaped base body 10, a latch 13 is provided as a connection from one leg 16 to the other leg 17, which is pivotably mounted in the direction of a pivot arrow 14 and in the opposite direction. The latch 13 is intended to prevent the base body 10 from expanding at its open end under extremely high clamping forces.
An der dem Riegel 13 gegenüberliegenden Seite ist eine Brücke 12 in Form eines Verbindungsglieds von dem einen Schenkel 16On the side opposite the bolt 13, a bridge 12 in the form of a connecting link is connected to one leg 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.
5to the other leg 17. This bridge 12, detachably connected to the base body 10, is intended to prevent the base body 10 from expanding at its open end under extremely high clamping forces.
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.To simplify the introduction of the test specimens, the base body 10 is U-shaped and has a holding device 20 on its base 22 for holding flat test specimens.
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.The holding device 20 for test specimens as a U-shaped cross-section receiving strip has legs 40, 41, between which an edge strip of the flat test specimen can be fastened. A pressure strip 28 is also provided between the legs 40, 41. This can be moved transversely to the longitudinal extension of the strip-shaped holding device 20 by means of at least one adjusting screw 27.
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.The holding device 20 has, on the side opposite the open side, holders 35 in the form of slotted nuts, which can be screwed to the base 22 of the base body 10 of the clamping head 1 by means of screws 29.
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 .
30In another embodiment not shown, the holding device 20 in the form of the receiving strip can be inserted into a holding rail 21 by means of a groove-web guide and can be detachably fastened. The holding rail 21 is firmly or detachably connected to the base 22 of the base body 10 of the clamping head 1.
30
Funktionsweisefunctionality
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-After cutting the test specimen 23 to the required size, the corresponding edge strip of the test specimen is inserted into the holding device 20. The test specimen 23 is then moved by moving the pressure bar 28 using the adjusting
schrauben 27 in der Haltevorrichtung 20 klemmend befestigt.screws 27 are clamped into the holding device 20.
Die Haltevorrichtung 20 wird nun mit dem Probekörper 23 in die Nut-Steg-Führung bis in die vorbestimmte Lage eingeschoben.
5The holding device 20 is now inserted with the test specimen 23 into the groove-web guide until it reaches the predetermined position.
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. In another embodiment not shown, the holding device 20 with the test specimen 23 is pushed onto the holders 35 on the base 22 of the base body 10.
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.The counter bearing 32 is to be positioned with the help of the spindle 30 so that the clamping jaw 34 just touches the test specimen 23. This ensures an exact positioning and alignment of the test specimen 23 without the risk of notch effects occurring outside the test area on the test specimen 23.
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.The pistons 4, 5 of the clamping cylinders 2, 3 are subjected to pressure. The clamping jaw 33 moves in the direction of the test specimen 23 until it is clamped between the clamping jaws 33, 34 with the required clamping force.
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.The three-point support of the test specimen 23 by using two clamping devices in a twin arrangement next to each other and a single clamping device centrally opposite these, ensure optimal clamping of the test specimen 23, which is positioned in a simple manner in a precisely defined position between the clamping jaws 33, 34 with the aid of the holding device 20.
BezugszeichenlisteList of reference symbols
30 Spindel30 spindle
31 Spannbackenaufnahme31 Clamping jaw holder
32 Gegenlager 3 3 Spannbacke32 Counter bearing 3 3 Clamping jaw
34 Spannbacke34 clamping jaw
35 Halter 37,38,39 Segmente35 holders 37,38,39 segments
40 Schenkel40 legs
41 Schenkel41 legs
Claims (15)
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| DE9406894U DE9406894U1 (en) | 1994-04-18 | 1994-04-18 | Clamping head |
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Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| DE9406894U1 true DE9406894U1 (en) | 1994-07-07 |
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Family Applications (2)
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Family Applications After (1)
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| DE29505374U Expired - Lifetime DE29505374U1 (en) | 1994-04-18 | 1995-03-30 | Clamping device for testing machines |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| DE (2) | DE9406894U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19856124A1 (en) * | 1998-12-04 | 2000-06-08 | Volkswagen Ag | Paring machine for testing weld points on spot welded samples has attachments and tension axes |
-
1994
- 1994-04-18 DE DE9406894U patent/DE9406894U1/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-03-30 DE DE29505374U patent/DE29505374U1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19856124A1 (en) * | 1998-12-04 | 2000-06-08 | Volkswagen Ag | Paring machine for testing weld points on spot welded samples has attachments and tension axes |
| DE19856124B4 (en) * | 1998-12-04 | 2009-10-29 | Volkswagen Ag | Peeling device for testing spot welded joints |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE29505374U1 (en) | 1995-08-17 |
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