[发明专利]用于材料测试的转动楔型榫头连接

说明书

该申请要求2008年3月18日提交的美国临时专利申请系列号为61/069,815的优 先权，其内容以引用的方式并入于此。

本发明的背景

技术领域

本发明属于用于材料测试装置及附件的设备。更具体地，本发明属于用于可移除 的夹爪面连接至材料测试夹爪的机构。

背景技术

在背景技术中，材料测试系统被用于多种行业且通常与某种附件一起使用以提供 样品的夹持或支承。这些测试中的许多需要附件具有特定的夹持表面或尺寸。所需的 夹持表面的尺寸和类型能够根据测试的不同而有很大变化，使得在许多实验室中改变 夹爪面是经常性的事。因此，在材料测试行业中具有不同尺寸和表面的可移除的夹爪 面是普通的商品。

历年来由不同的生产商已经开发了夹爪面连接的许多不同的实施方式。这些连接 机构包括简单的销和孔的连接以及刚性的楔型榫头(dovetail)连接。各个机构都有优点 和缺点。

Zwick已经实现了如图1所示的刚性楔型榫头连接的使用。该连接方法允许夹爪 面的重复定位，同时使得安装不费力。用该方法夹爪面不可能转动，使得相对于夹持 的样品夹爪面的位置是固定的。此外，将这些夹爪面连接至其支承器必须使用工具。

MTS已经实现了如图2所示的外部可进入的销和相应的孔以将夹爪面连接至夹 爪。这允许夹爪面转动但因为销的突出的头和环也与夹爪面一起移动，构成了潜在的 安全问题。用于移出销的拉环也可能纠缠于夹爪中。如果尺寸没有使得其保留在夹爪 中，外部的销也可能从孔中被射出。可以看出，这已经通过在销的末端增加O型环来 处理。另外，销为可能容易丢失的不牢固的部件。

Instron，本发明的人，已经实现了相关的四种夹爪面到夹爪的连接方法。这些方 法包括定位螺杆和沟槽；内销和孔；内销和固位丝(retaining wire)；以及钩和定位销。 所有这些方法允许夹爪面转动。该转动不仅需要用来补偿样品厚度的不一致性而且需 要补偿在测试过程中夹爪主体的弹性变形。如图3中所示的固定螺杆和沟槽的方法是 需要用安装工具的简单且便宜的方法。固定螺杆提供夹爪面转动的支点。使用该连接 方法各个面通常可在所有方向轻微转动。

迄今为止，如图4中所示的内销和孔的方法可能已经成为目前最常使用的夹爪面 连接方法，并且已经被不同的竞争者所采用。尽管这可能是最便宜和最不复杂的方法， 但存在一些缺点。例如，安装通常需要熟练的使用者或者另外的人手来把持和操作不 同的部件。另外，在测试过程中销可能难以保持其位置的统一性。轻微的位移通常可 通过支承器缩回进入夹爪主体来补救，但是有时其导致销和夹爪面部分或完全掉出支 承器。另一缺点是销为小的不牢固的部件，其可能很容易地掉出或丢失。

内销和固位丝法由本受让人开发用于侧面作用螺杆作用夹爪，如图5中所示，使 用安装在典型销和孔夹爪面的后部的半永久性销。该组件卡合到支承器中可以使用一 只手而不需使用任何工具。为了移除夹爪面，只要旋开支承器直到固位丝打开。现在 夹爪面可以不费力地移除。尽管该方法允许简单的安装和可预见的使用模式，但有一 些与其相关的缺点。首先，固位丝和支承器都需要特定复杂的机器来获得恰当的接触 和动作。其次，半永久性销代表着可能丢失的小的不牢固部件。

对于更高容量的气动侧面作用夹爪，本受让人已经实现了如图6所示的使用钩和 固定销的连接方法。固定销被压入特别加工的夹爪面的后部，并作为相应的位于夹爪 内部且装有弹簧的钩的连接点。将该面连接至夹爪需要使用者在夹爪上面插入工具以 移动装有弹簧的钩足够远使得所述面在其上滑过。当钩缩回到主体内部时，所述的面 被稳固地夹持到夹爪上。这消除了不牢固的部件，但为了安装和移除必需使用工具。 此外该设备需更独特的复杂的面和支承器。

发明内容

因此，本发明的目的是提供用于材料测试的连接装置，其易于操作、结实并提供 可重复的夹爪面定位。

因此，本发明的进一步的目的是提供用于材料测试附件的可靠的转动夹爪面连 接，其基本消除了在安装和移除夹爪面过程中的复杂性和困难。

因此，本发明的更进一步的目的是减少或消除在用于材料测试的连接装置的安装 和拆卸中对工具的需要，从而保持装置的可靠操作。