专利名称：用于夏比摆锤的锤子的制作方法
技术领域：
本发明大体涉及用于对塑性材料进行冲击试验的设备。更确切地
说，本发明涉及用于夏比摆锤(Charpy pendulum)的锤子。众所周知， 夏比摆锤是一种测量仪，其基本上由具有旋转轴的支承结构组成，旋 转轴具有水平轴线，锤子安装到旋转轴上，锤子的目的在于以预定能 量打击试样。必须将锤子设计和构造成尽可能准确地接近理想摆锤的 特性，理想摆锤具有集中于与试样的冲击点的等效质量。
背景技术：
在传统方案中，锤子包括安装到杆的端部的金属块，杆构成锤子 的臂部。传统方案源自将锤子的重心定位在头部的冲击点的需要。传 统上，锤子的臂部由相对较薄的杆形成，杆的重量相对于头部的重量 尽可能地小。
就生产观点而言，已知的方案涉及一定的困难，特别是因为其需 要三个不同的构件(头部、杆和用于将杆安装到摆锤的轴上的装置)， 这三个构件必须高精度地相互安装。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于夏比摆锤的锤子，与已知的锤子 类型相比，这种锤子在构造上更简单且具有更高的精度。
根据本发明，通过具有形成权利要求1的主题的特征的锤子来实 现所述目的。
根据本发明的锤子包括主体，主体包括通过对平板进行周边切割 (perimetral cutting)而以整体形式获得的臂部和头部。
与传统方案相比，根据本发明的方案使得锤子的设计较为容易。根据本发明的锤子的特征在于制造的高度简易性且不需要臂部与头 部之间的组装操作。以整体形式制造锤子主体的臂部与头部的事实还 允许获得比已知类型的方案更高的精度。锤子的新形状允许釆取特别 简单的方案来施加重物和将锤子附连到摆锤的轴上。
参看附图，通过下文的详细描述，本发明的其它的特征和优点将 显而易见，下文的详细描述只是以非限制性实例的方式提供，在附图
中
图l是根据本发明的锤子的透视图2是图1的锤子的部分分解透视图3是图1的锤子的前-见图4是#4居图3的线IV-IV所截取的截面图5是由图4中的箭头V所表示的部分的更大比例的截面图6是说明将根据本发明的锤子组装到摆锤的轴上的透视图7是图6中的箭头VII所表示的部分的更大比例的透视图；以
及
图8是根据图7的箭头VIII-VIII的部分截面图。
具体实施例方式
参看附图，10表示根据本发明的用于夏比摆锤的锤子。锤子10 包括整体性主体12，在主体12中限定臂部14和头部16。
根据本发明，通过对平板进行周边切割而以整体形式获得主体 12。主体12可由铝或铝合金，钢或复合材料制成。可通过任何已知 的技术，例如激光切割、水切割、铣削等来实现用于形成主体12的 周边切割。
由于从平板获得主体12,因此其具有两个平行的平面且具有均匀 的厚度。特别地，臂部14和头部16具有相同的厚度。主体12具有与扳手的形状基本上类似的形状。头部16为大致的 C形，并且具有凹部18,凹部18在头部的一个侧上打开并且在三个 侧上关闭。凹部18的底部限定冲击区，其中施加撞击部件20。撞击 部件20例如由钢制成且可通过螺钉等安装到头部16上。
臂部14具有附连部分22，附连部分22位于臂部14的与头部16 相对的端部。附连部分22可具有略小于臂部14的厚度的厚度。
在图1中用P表示与试样的冲击点，且用O来表示锤子10的旋 转中心。而且，在图1中用A表示锤子IO的旋转轴线。轴线A是水 平轴线，其穿过旋转中心0且与主体12的主平面正交。
利用Li表示沖击点P与旋转中心O之间的距离。利用Uj表示锤 子10的重心G距旋转中心O的距离。
理想等效摆锤的臂部的折合长度被定义为Lp,即摆锤具有集中于 距旋转中心的距离Lp处的点的点状质量。
通过下面的公式给出等效理想摆锤的折合长度
丄=丄
通过下面的公式给出锤子10的标称能量En: =M.g.LM .(l-cosa")
其中，
Io是锤子10关于旋转轴线A的惯性矩； M是锤子IO的总质量； LM是锤子10的重心G距旋转轴线A的距离； g是重力加速度；以及 (V是摆锤的标称(预定)释放角。
将锤子10设计并构造成使长度Li(图1)等于折合长度Lp。锤子10 还被设计成使标称能量E。等于预定设计值。
为了获得这些条件，锤子10具有重物24,26，重物24,26安装于 主体12的相对面上。重物24,26在相对的重物对中相同，以保持锤子 10的重心集中于轴线32上。参看图2、图4和图5，主体12具有通孔28,30，通孔28,30设于 施加重物24,26的区域中。孔28,30的中心位于轴线32上，轴线32 连接冲击点P与旋转中心O。重物24,26关于冲击点P设于相对侧上。 特别地，重物24布置于冲击点P与旋转中心0之间，且重物26布置 于沖击点P与头部16的与附连部分22相对的端部之间。每个重物 24，26包括圆柱形中空壳体34，多个商业上应用的金属垫圈36容纳于 圆柱形中空壳体34内。壳体34与在主体12的相对面上的相应孔28,30 联接并利用螺钉38相互安装。垫圏36胶合于相应的壳体34内。
重物24,26以可移除的方式连接到主体12上，使得能利用具有不 同质量的其它重物来替换同一锤子10上的重物24,26。确定重物24，26 的位置，使得通过以相同方式改变两对重物24,26的质量和惯性矩， 使折合长度Lp保持不变。因此，能够在不改变沖击长度Lj的情况下 改变锤子10的标称能量En。
也能改变垫圈36的数目，从而保持壳体34不变。如果对于两对 重物24,26,垫圏的数目以相同方式改变，那么可以精确地校准锤子 的标称能量，从而保持折合长度Lp的值不变。可选地，通过以不同的 方式改变两对重物24,26中的垫圈36的数目，能够精确地调节折合长 度V
主体12的平坦的形状允许锤子10以非常简单和有效的方式附连 到摆锤的旋转轴上。根据本发明的优选实施例，附连部分22包括孔 40,孔40与主体12的主面正交并具有打开边缘42。打开边缘42的 宽度小于孔40的直径。优选地，孔40与定位凹口 44相连通。
参看图6， 46表示夏比摆锤的旋转轴。轴46由摆锤的固定结构(未 说明)承载，使得其可绕水平轴线A自由地转动。轴46具有附连部分 48,附连部分48被设计成与用于附连该锤子10的部分22联接。轴 46的附连部分48为圆柱形，其直径基本上等于孔40的直径且长度略 小于用于附连该锤子10的部分22的厚度。肩部50设于附连部分48 的一侧上，肩部50的直径大于附连部分48的直径。轴的一部分52设于附连部分48的相对侧上，且轴的该部分52的直径小于锤子10 的打开边缘42的宽度。轴46的附连部分48具有小突起部54，小突 起部54被设计成与设于用于附连该锤子10的部分22中的定位凹口 44联接。
通过最初在图6的箭头56的方向上将锤子10的孔定位于轴的具 有较小直径的部分52上，将锤子10组装在轴46上。然后，锤子10 在轴线方向(在箭头58所示的方向)上移动，用于使孔40与附连部分 48联接。在该第二次移动期间，锤子IO被定向为使得凹口 44与突起 部54对准，以便获得锤子10与轴46之间的预定角度定位。当锤子 10的孔40与轴46的附连部分48联接时，锤子10由轴46支承。利 用阻挡部件60来完成锤子10的安装，阻挡部件60在轴线方向上将 锤子10阻靠在肩部50上。参看图6、图7和图8，阻挡部件60为叉 形楔状元件，其插入到轴46的具有较小直径的部分52上。阻挡部件 60具有翼形螺钉62,翼形螺钉62接合设于轴46的部分52中的螺紋 孔64。横销66设于轴的部分52上，阻挡部件60的楔状部分作用于 横销66。应了解，通过在孔64柠入螺钉62，相靠轴46的肩部50在 轴线方向上压缩附连部分22,阻挡部件以强制方式插入于一黄销66与 用于附连该锤子10的部分22的平表面之间。锤子10在插入阻挡部 件60之前自支承的事实允许以特别简单和方便的方式拧入螺钉62并 将锤子10安装到轴46上。
权利要求
1. 一种用于夏比摆锤的锤子，其包括主体(12)，所述主体(12)包括头部(16)和臂部(14)，所述臂部(14)具有部分(22)，所述部分(22)用于附连到与所述头部(16)的端部相对的端部上，所述头部(16)为大致的C形，并且具有冲击区位于其内的凹部(18)，所述锤子的特征在于，所述主体(12)的臂部(14)和头部(16)通过平板的周边切割而以整体的形式获得。
2. 根据权利要求1所述的锤子，其特征在于，撞击部件(20)施加于 所述冲击区中。
3. 根据权利要求1或2所述的锤子，其特征在于，所述锤子包括 施加于所述主体(12)的相对面上的多个重物(24,26)。
4. 根据权利要求3所述的锤子，其特征在于，所述锤子包括第一 对重物(24)和第二对重物(26)，所述重物(24,26)具有基本上彼此相等的 质量和尺寸。
5. 根据权利要求4所述的锤子，其特征在于，所述重物(24，26) 定位于所述主体(12)上，使得通过以彼此等同的方式改变所述重物 (24,26)的质量和惯性矩而能够改变所述锤子(10)的标称能量(En),从而 保持所迷锤子(10)的折合长度(Lp)不变。
6. 根据权利要求3所述的锤子，其特征在于，所述重物(24,26) 可以被成对地改变，以校准所述锤子(10)的折合长度(Lp)和标称能量 (En)。
7. 根据权利要求3至6中任一项所述的锤子，其特征在于，所述 重物(24,26)中的每一个包括中空壳体(34),多个商业型垫圈(36)容纳于 所述中空壳体(34)中，可改变所述垫圈(36)的数目以改变所述重物 (24，26)的质量。
8. 根据权利要求1所述的锤子，其特征在于，所述附连部分(22) 包括具有打开边缘(42)的通孔(40)，所述打开边缘(42)具有小于所述孔(40)的直径的宽度。
9.根据权利要求8所述的锤子，其特征在于，所述锤子包括楔形 阻挡部件(60)，所述楔形阻挡部件(60)辆:设计成用于轴向地阻挡所述附 连部分(22)。
全文摘要
本发明提供一种用于夏比摆锤的锤子，其包括主体(12)，该主体(12)包括头部(16)和臂部(14)，该臂部(14)具有部分(22)，其用于附连到与头部(16)的端部相对的端部上，该头部(16)为大致的C形，并且具有凹部(18)，冲击区位于该凹部(18)中。所述主体(12)的臂部(14)和头部(16)通过平板的周边切割而以整体的形式获得。
文档编号G01N3/02GK101413857SQ20081016978
公开日2009年4月22日 申请日期2008年10月17日 优先权日2007年10月17日
发明者F·科梅蒂, S·弗加诺 申请人:西斯特有限公司