Afferraggi e strumenti di prova per le prove materiali

La caratteristica principale degli afferraggi pneumatici è il serraggio veloce, riproducibile e, ancor più importante, parallelo. La forza di serraggio totale, disponibile fin dall'inizio, permette alle guancette fisse una trasmissione diretta della velocità di prova al provino. Con gli afferraggi “body over wedge”, durante il serraggio del provino, la posizione delle guancette rimane costante nella direzione di prova. Questo significa che la separazione tra le morse non dipende dallo spessore del provino.

Le prolunghe sono utilizzate con le camere climatiche. L'attuatore pneumatico è posizionato all'esterno della camera.

Vantaggi degli afferraggi pneumatici “body over wedge:

• Questi afferraggi simmetrici garantiscono una presa ottimale sia con provini sensibili che con provini a lunghezza di serraggio corta.
• La distanza tra le morse non dipende dal diametro del provino, caratteristica rilevante quando si determina l'esatta deformazione nominale. Ciò riduce al minimo i tempi di configurazione.
• Il peso ridotto e il design compatto semplificano la gestione, assicurano tempi di riscaldamento e raffreddamento brevi all’interno della camera climatica e consentono lunghe corse.
• Serraggio assolutamente sicura fin dall'inizio del test dei provini soggetti a leggeri slittamenti.

Gli afferraggi idraulici vengono usati principalmente con carichi di prova a partire da 50 kN in combinazione con elevate forze di serraggio (Fmax da 10 kN a 2000 kN). La pressione di contatto è accuratamente riproducibile.

Principio di funzionamento degli afferraggi idraulici

La pressione dell'olio viene impostata nel gruppo idraulico in base alla pressione di chiusura degli afferraggi. L’apertura e la chiusura della morsa superiore e di quella inferiore viene regolata separatamente dall'unità di controllo.

Inoltre, quando viene utilizzata una centralina idraulica universale, la procedura di chiusura è divisa in: fase di chiusura e fase di serraggio. Durante la prima, il campione viene inizialmente tenuto dall'estremità superiore per ragioni di sicurezza. Mentre, durante il serraggio, viene applicata l'intera forza di presa. Il valore della forza si basa sulla forza di trazione prevista.

Attuatori double side
Tutti gli afferraggi idraulici sono dotati di attuatori double side. Ciò significa che l’afferraggio si apre idraulicamente e non tramite il meccanismo di ritorno a molla. La pressione di chiusura e di apertura può essere regolata.

A differenza degli attuatori a chiusura unilaterale, che si aprono per mezzo di un meccanismo di ritorno a molla, gli attuatori double side garantiscono l’apertura sicura degli afferraggi. Questo vale anche quando il provino è storto o inceppato. Inoltre, l'intera corsa di apertura, regolabile in base allo spessore del provino, non è necessaria in quanto la procedura di apertura può essere interrotta in qualsiasi punto grazie al pulsante Stop. Con i provini sottili, il tempo di prova è ridotto e il rischio di pizzicamento di parti del corpo è minimo.

Gli afferraggi idraulici ad attuatore singolo possono essere utilizzati per la presa simmetrica e asimmetrica dei provini (per esempio, per le prove di taglio). Lo spessore del provino viene impostato mediante unità a vite.

Gli afferraggi idraulici ad attuatore singolo sono disponibili anche con un cilindro tandem per consentire l'applicazione uniforme della forza sul provino (particolarmente adatti per prove su tessuti e geotessili).

Vantaggi e caratteristiche degli afferraggi idraulici ad attuatore singolo

• Grazie alla lunga corsa del pistone, gli afferraggi idraulici garantiscono una superficie di serraggio profonda e un'ampia larghezza di apertura.
• L'allineamento delle guancette, delle morse e del pistone facilita il serraggio anche di provini corti.
• L'applicazione di forze definite assicura la presa ottimale dei materiali sensibili.
• Forza di contatto riproducibile in modo esatto
• Gli afferraggi possono essere installati nei sistemi di prova con tre diverse angolazioni (0°, 45° e 90°).
• Le scanalature a T nella parte inferiore del corpo principale servono per il montaggio del sistema di scorrimento, per l’adattamento di celle di carico, afferraggi, dispositivi di prova e di fissaggio di piccole dimensioni (eccetto le morse idrauliche, tipo 8392, Fmax 10 kN).
• Le guancette prismatiche (guancette con scanalatura a V) possono essere ruotate e hanno un duplice utilizzo: Per provini rotondi e piatti o per provini rotondi con diametri diversi (guancette con scanalature a V disposte trasversalmente)
• La morsa superiore e quella inferiore possono essere aperte e chiuse individualmente o insieme tramite telecomando o PC.
• Il rapporto tra la forza di serraggio e quella di trazione, regolato individualmente, garantisce la tenuta sicura del provino (alla forza massima di trazione è necessaria una forza di serraggio pressoché doppia).
• Le morse idrauliche sono progettate per offrire il posizionamento ottimale del provino.
• Nel caso di caricamento manuale, il campione viene bloccato in verticale in modo preciso grazie all’arresto regolabile e graduato.
• Per facilitare il centraggio del provino, è possibile utilizzare un arresto idoneo.
• Per ragioni di sicurezza, l’inserimento del provino può essere effettuato con le relative pinze.
  

Gli afferraggi idraulici ad attuatore doppio si chiudono sempre simmetricamente rispetto all'asse di trazione. Ciò significa che il provino è afferrato in una precisa posizione assiale, eliminando così la necessità di regolazione dello spessore.

• La forza di serraggio costante consente di ottenere risultati di prova ripetibili.
• Risultati di prova affidabili sono garantiti con l'interazione ottimale tra la centralina idraulica, l'elettronica e il software di prova. Il controllo forza-zero impedisce forze indesiderate sul provino durante il processo di presa.
• Utilizzando il sistema a T, si riducono i tempi di montaggio e smontaggio di piccoli afferraggi e dispositivi di prova. L'allineamento preciso assicura risultati di prova affidabili.
• Le guancette a chiusura simmetrica consentono di risparmiare tempo per la regolazione in base ai vari spessori del provino, e garantiscono l’esatto mantenimento del provino nell'asse di prova.
• Grazie al particolare design dell’afferraggio, possono essere afferrati anche i campioni corti.
• Inserimento del provino facile e veloce grazie al design ergonomico e aperto
• Un arresto di centraggio regolabile assicura risultati precisi, anche con un'elevata produttività dei campioni.

Gli afferraggi idraulici body over wedge sono a chiusura bilaterale e vengono usati per il serraggio simmetrico. Le guancette ad azionamento positivo consentono la presa del provino riproducibile. Questi afferraggi, grazie al design simmetrico e l'alto grado di rigidità del corpo principale, sono ideali per le prove in cui vengono posti requisiti rigorosi sull'allineamento del provino all'asse di prova.

Si tratta di afferraggi a cuneo con chiusura simmetrica e apertura e chiusura idraulica. Solo il corpo esterno viene spostato verticalmente attraverso la centralina idraulica. Il movimento del corpo assicura che le guancette a cuneo siano spinte parallelamente l'una verso l'altra su un piano orizzontale.

Vantaggi degli afferraggi idraulici body over wedge

• La forza di serraggio costante consente di ottenere risultati di prova ripetibili.
• Risultati di prova affidabili sono garantiti con l'interazione ottimale tra la centralina idraulica, l'elettronica e il software di prova. Il controllo forza-zero impedisce forze indesiderate sul provino durante il processo di presa.
• L’afferraggio è ideale per le applicazioni critiche di allineamento e per i campioni sensibili alle forze di trazione trasversali.
• Grazie alla presa parallela (nessun movimento differenziale delle guancette), la velocità di prova viene trasferita direttamente al provino.
• Inserimento del provino facile e veloce grazie al design ergonomico e aperto
• Un arresto di centraggio regolabile assicura risultati precisi, anche con un'elevata produttività dei campioni.
• Quando si testano campioni compositi, ad esempio, l’afferraggio offre vantaggi grazie alla facilità di pulizia.
• Gli afferraggi idraulici “body over wedge” sono adatti anche alle macchine di prova servoidrauliche e si distinguono per la loro facilità d'uso. Quando vengono utilizzati con macchine di prova servoidrauliche, sono collegate all'alimentazione dell'olio esistente. Mentre, per l’utilizzo con le macchine di prova statiche è richiesta una piccola centralina idraulica.

Gli afferraggi a vite/cuneo combinano le proprietà meccaniche delle morse a vite e di quelle a cuneo. La regolazione dello spessore e la generazione della forza di precarico avvengono tramite l’azionamento della vite, evitando così che il provino scivoli all'inizio della prova.

Caratteristiche degli afferraggi a vite e cuneo:

• La forza di serraggio principale è generata dall'azione del cuneo.
• La forza di serraggio è proporzionale alla forza di trazione effettiva (auto-serraggio), garantendo una presa sicura di un'ampia gamma di materiali.
• L'ampia distanza tra le morse permette di mantenere bassa la pressione superficiale, evitando la rottura delle guancette.
• Utilizzando l'unità di montaggio opzionale, le celle di carico, gli strumenti e i dispositivi di prova di piccole dimensioni possono essere adattati agli afferraggi di grandi dimensioni (a partire da Fmax 50 kN), senza procedere alla relativa rimozione che porterebbe a un inutile spreco di tempo.
• Facile sostituzione degli inserti delle guancette senza l'uso di strumenti.
• Le morse a vite/cuneo a partire da Fmax 50 kN possono essere azionate mediante un motore pneumatico. Vengono aperte e chiuse tramite motore pneumatico; l'unità di azionamento è posizionata direttamente sull'afferraggio.
• Altezza complessiva ridotta.
• Questi afferraggi vengono aperti e chiusi da un motore pneumatico, l'attuatore si trova direttamente sulla morsa.
• Velocità in controllo di deformazione, normative: DIN EN ISO 6892-1:2009 e ASTM E8 – 09.

Highlight

La sincronizzazione commutabile permette agli afferraggi vite/cuneo (da Fmax 10 kN) una presa sia simmetrica che asimmetrica. Il livello di asimmetria è facilmente regolabile e viene mantenuto in modo affidabile, anche in caso di nuovo serraggio. Gli afferraggi possono essere azionati con una sola mano anche con campioni asimmetrici, assicurando il punto di fissaggio del provino sempre nell’asse di prova.

L’ afferraggio a pinza ad attuatore doppio viene aperto e chiuso tramite leva di serraggio. La molla precaricata tiene l’afferraggio aperto per l’inserimento del provino. Se l’afferraggio è chiuso, la molla genera la forza di serraggio richiesta. La forza di presa viene aumentata proporzionalmente dal principio della pinza all'aumentare della forza di trazione. Ciò garantisce un serraggio automatico per i campioni soggetti a ritiro.

Gli afferraggi a pinza vengono usati principalmente per testare plastiche ad alta duttilità ed elastomeri. Durante la prova, il principio della pinza produce un sensibile aumento della forza di serraggio.

Vantaggi e caratteristiche degli afferraggi a pinza:

• La forza di serraggio è proporzionale alla forza di trazione (auto- tensione)
• Grazie al movimento laterale degli afferraggi a pinza, i provini sono sempre caricati centralmente rispetto all'asse di trazione
• Inserimento del provino facile e veloce grazie al design ergonomico e aperto
• Grazie all'elevata resistenza alla temperatura e all'altezza ridotta, gli afferraggi a pinza si adattano molto bene all'uso in camera climatica. Sono facili da usare e raggiungono rapidamente la temperatura di prova grazie alla loro massa ridotta.

Gli afferraggi con comando a leva toggle autobloccanti esercitano il serraggio tramite la leva. Il provino, inserito sollevando la leva, può essere posizionato attorno alla leva o bloccato senza alcuna flessione. Gli afferraggi con comando a leva toggle sono particolarmente adatti per i test sulle materie plastiche, praticamente a qualsiasi temperatura ambiente.

Caratteristiche degli afferraggi con comando a leva toggle:

• L'altezza complessiva ridotta e l'intervallo di temperatura da -15 a +80 °C rendono questi afferraggi adatti per l'uso in camera climatica.
• Il design assicura una presa del provino facile e veloce.

Per gli afferraggi con deflessione viene usata una curva di riduzione del carico per ridurre la forza del provino. Le forza di serraggio desiderate possono essere ridotte nell’unità di controllo pneumatica. Il range di carico massimo va da 500 N a 20 kN.

Vantaggi degli afferraggi con deflessione (capstan grips):

• Con il serraggio finale pneumatico, la forza di presa rimane costante, consentendo di testare un elevato numero di campioni.
• Centraggio automatico dei provini tramite scanalature di guida nella curva di riduzione del carico.
• Grazie alla distribuzione simmetrica del peso il baricentro è vicino all'asse di trazione.
• Nessuna forza trasversale viene trasmessa alla cella di carico attraverso gli afferraggi

Gli afferraggi a doppia deflessione (double capstan grip) possono essere utilizzati con provini di trazione di filo a elevata deformazione. Questo principio di deflessione crea un divario della forza in due stadi, provocando la rottura del provino all'interno della base di misura evitando quella delle guancette. Dopo la deflessione del filo doppio, viene applicato un peso di precompressione (non incluso nella fornitura). Durante questa fase tutti e tre i rulli si muovono per bilanciare l’allungamento che viene creato dal fissaggio del peso di pretensione. Le tre lunghezze vengono adattate al materiale da testare. Infine, il filo doppio viene serrato nell’afferraggio regolabile in altezza.

Dopo la chiusura, i rulli di deflessione sono bloccati in posizione. Ciò si traduce in forze di attrito tra i rulli e il provino, che riducono delicatamente la forza di trazione prima del serraggio finale (presa del provino), assicurando che il provino sia afferrato saldamente e prevenendo la rottura delle guancette. Si utilizza un afferraggio con forza di serraggio costante per bloccare il filo doppio, in quanto il provino da testare talvolta può scivolare fuori dalle aree di presa.

Si utilizza un afferraggio a doppia deflessione (double capstan grip) per materiali come i fili di gomma e le elastofibre.

Vantaggi degli afferraggi a doppia deflessione (double capstan grip)

• Avvolgere il provino intorno ai rulli di riduzione del carico garantisce un serraggio delicato, evitando la rottura delle guancette
• L’afferraggio assicura la misurazione esatta della deformazione dei fili ad alta deformazione
• Evitare le interruzioni del serraggio consente di ottimizzare il tempo di prova.

L’afferraggio a rullo viene utilizzato per testare campioni di trazione a forma di striscia. La forza di presa viene generata da un sistema di auto-serraggio con giri multipli del provino, la misurazione esatta della deformazione viene eseguita usando sistemi di estensimetri ottici.

Vantaggi degli afferraggi a rullo

• Gli afferraggi a rullo sono disponibili nell’intervallo di forza massima da 2,5 kN a 250 kN.
• Grazie al design ergonomico, il provino può essere inserito rapidamente e facilmente nell'area di serraggio (larghezza massima di serraggio: 220 mm), liberamente accessibile dalla parte anteriore.
• L'afferraggio a rullo è ideale per i campioni sensibili al bloccaggio
• e per i test in camere climatiche (intervallo di temperatura: -70 ... +250 °C
• Data l'altezza ridotta degli afferraggi, è possibile testare provini con un grande allungamento.

Trasmissione della forza di serraggio positiva tramite teste spallate, a vite o filettate. Il provino, automaticamente centrato nell’asse di trazione, con il corrispondente portacampioni viene inserito negli afferraggi, liberamente accessibili dalla parte anteriore. Sono disponibili afferraggi con Fmax 50 kN, 250 kN, 600 kN e 1200 kN. I test possono essere eseguiti su acciaio, metalli non ferrosi e plastica in conformità alle norme DIN 50125, DIN EN ISO 6892-1, DIN EN ISO 4762, ISO 4017, DIN 6912, DIN EN ISO 898, ASTM E8 e altri.

Diversi dettagli strutturali assicurano un flusso di forza assolutamente simmetrico:

• Il provino viene tenuto in modo sicuro grazie all’opzione che evita il contraccolpo del portacampione al momento della rottura
• Il campione viene completamente racchiuso all’interno del portacampione che lo circonda completamente. Un manicotto di supporto è posizionato intorno al portacampione a spalla separata per evitare che i portacampioni si divarichino.
• Superfici di contatto simmetriche degli afferraggi: i portacampioni si appoggiano su due superfici di contatto simmetriche degli afferraggi
• L'altezza complessiva ridotta consente di risparmiare spazio nell'area di prova
• Soluzione meccanica: non sono necessarie l’unità di controllo pneumatica e la centralina idraulica

Questi afferraggi sono ideali per testare elastomeri ad anello in accordo alla normativa DIN 53 504 Standard Ring 1 & 2 L’afferraggio dispone di rulli montati orizzontalmente. Una cinghia dentata o una molla a spirale genera un movimento rotatorio autonomo che facilita la trasmissione della forza. Quando viene superato lo spostamento massimo consentito, la cerniera a molla scatta fuori posizione.

Vantaggi delle afferraggi per provini ad anello

• I rulli ruotano in modo indipendente durante il test grazie a una cinghia dentata
• Facile posizionamento del campione sui rulli liberamente accessibili (fino a una larghezza massima del campione di 80 mm)
• È disponibile come opzione un dispositivo di protezione contro i residui di campione che volano o rimbalzano
• Fmax: 2,5 kN
• Range di temperatura -40 ... +150 °C
• Grazie alla facilità di accesso ai rulli, l’inserimento del provino è semplice e veloce

Gli afferraggi per molle di trazione sono disponibili in due versioni: tipo I con Fmax 50 N per fili sottili e tipo II con Fmax 10 kN. La forza viene trasmessa tramite i bulloni di sospensione orizzontali, disponibili in diversi diametri (per un diametro massimo del filo elastico di 6 mm).

Vantaggi delle morse di trazione per le prove su molle di trazione

• Semplice attacco del provino ai bulloni di montaggio, facilmente accessibili dalla parte anteriore
• Adatti alla temperatura ambiente da -70 a +250 °C