DE102014216271A1

DE102014216271A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung einer Fügestelle

Info

Publication number: DE102014216271A1
Application number: DE102014216271.8A
Authority: DE
Inventors: Lars Gehrke
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-08-15
Filing date: 2014-08-15
Publication date: 2016-02-18

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung einer Fügestelle, welche zwei Baukomponenten (2, 3) einer Baugruppe (1) miteinander verbindet, wobei mindestens eine Baukomponente (3) einer beschleunigten Bewegung unterzogen wird. Bei einem Verfahren, bei welchem keine parasitären Kräfte auf die Vorrichtung einwirken, wird nur eine der Baukomponenten (3) unterhalb der Fügestelle (4) in eine Einspannvorrichtung (5) eingespannt, wobei die Einspannvorrichtung (5) mit der Baugruppe (1) bis zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit beschleunigt wird, und nach Erreichen der vorgegebenen Geschwindigkeit die Bewegung abrupt abgebremst wird, wodurch die Fügestelle (4) mit einer Schubspannung belastet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung einer Fügestelle, welche zwei Baukomponenten einer Baugruppe miteinander verbindet, wobei mindestens eine Baukomponente einer beschleunigten Bewegung unterzogen wird, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus der DE 10 2013 208 986 A1 ist ein Magnetgeberring bekannt, welcher drehfest mit einer Hohlwelle eines Rotors eines Elektromotors, beispielsweise an deren Wellenende, verbunden ist, während eine Sensorik, die den Magnetgeberring sensiert, beispielsweise am Stator befestigt ist und somit außerhalb der Drehachse der Rotorhohlwelle angeordnet ist und sich somit nicht mit der Rotorhohlwelle mit dreht. Der Magnetgeberring ist mittels einer Klebeverbindung auf der Rotorhohlwelle befestigt. Solche Baugruppen sind daraufhin zu prüfen, ob die Klebestelle auch wirklich ausreichend fest ist und der Magnetgeberring über die Lebensdauer des Rotors fest an der Rotorhohlwelle positioniert bleibt.
Es ist eine Prüfmethode bekannt, bei welcher sowohl der Magnetgeberring als auch die Rotorhohlwelle in je eine Einspannvorrichtung eingebracht werden. Dabei wird die Klebestelle nicht von den Einspanneinrichtungen 5, 8 umfasst. Die beiden Einspanneinrichtungen 5, 8 werden mit zwei entgegengesetzten Prüfdrehmomenten beaufschlagt, um die Festigkeit der Klebeverbindung zu testen (5).
Nachteilig dabei ist, dass ungewollte parasitäre Kräfte auf die Fügestelle eingeprägt werden. Darüber hinaus kann es durch die geometrische Überbestimmung der Einspanneinrichtungen aufgrund von Verkippung und Versatz zu Kräften kommen, die die Messung beeinflussen. Im schlimmsten Fall wird die Fügestelle allein durch den Einspannvorgang gelöst.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Prüfung einer Fügestelle einer Baugruppe anzugeben, bei welchem die genannten Nachteile überwunden werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass nur eine der Baukomponenten unterhalb der Fügestelle in eine Einspannvorrichtung eingespannt wird, wobei die Einspannvorrichtung mit der Baugruppe bis zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit beschleunigt wird, und nach Erreichen der vorgegebenen Geschwindigkeit die Bewegung abrupt abgebremst wird, wodurch die Fügestelle mit einer Schubspannung belastet wird. Bei dieser Prüfmethode wird die gesamte Baugruppe einseitig unterhalb der Fügestelle eingespannt. Dadurch wird verhindert, dass durch die Einspannvorrichtung die Fügestelle vorab belastet wird. Durch die Massenträgheit der uneingespannten Baukomponente wirkt beim Abbremsen der Einspannvorrichtung eine Schubspannung auf die Fügestelle, so dass eine ausreichende Prüfung der Festigkeit der Fügestelle erreicht wird. Verkippungen und Versätze werden durch die einseitige Einspannung genauso unterbunden, wie das Einwirken von parasitären Kräften auf die Fügestelle.
In einer Ausgestaltung wird die Einpannvorrichtung mit der Baugruppe mit einer Drehbewegung beaufschlagt und bis zu einer vorgegebenen Drehzahl beschleunigt, wobei bei Erreichen der vorgegebenen Drehzahl die Drehbewegung abrupt abgebremst wird. Insbesondere beim Testen einer Baugruppe, die aus einem Magnetgeberring und einer Rotorhohlwelle besteht, welche über eine Fügeverbindung miteinander verbunden sind, entspricht diese Prüfmethode der Belastung der Fügestelle, welcher diese auch im Serieneinsatz über die Lebensdauer ausgesetzt ist.
In einer Ausgestaltung wird eine Schwungmasse der uneingespannten Baukomponente erhöht. Dadurch werden die Massenträgheit und die durch diese Massenträgheit hervorgerufenen Schubkräfte beim Abbremsen der Einspannvorrichtung erhöht, was eine erhöhte Prüfsicherheit darstellt.
Eine Weiterbildung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Prüfung einer Fügestelle einer Baugruppe, umfassend eine Einspannvorrichtung für die Baugruppe, die vorzugsweise aus einem Rotor und einem Magnetgeberring besteht, die über eine Fügestelle miteinander verbunden sind, wobei die Einspannvorrichtung von einem Antriebselement antreibbar ist. Bei einer Vorrichtung, bei welcher eine Vorabbelastung der Fügestelle durch die Einspannvorrichtung entfällt, sind der Rotor oder der Magnetgeberring unterhalb der Fügestelle in die Einspannvorrichtung eingespannt und die bewegte Einspannvorrichtung ist über eine Bremsvorrichtung abbremsbar. Mittels dieser sehr einfachen Prüfvorrichtung lässt sich die Stabilität der Fügestelle ausreichend prüfen.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Einige davon sollen anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden.
Es zeigen:
1 ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
2 eine Prinzipdarstellung der auftretenden Kräfte bei einem Prüfvorgang mit einer Prüfanordnung gemäß 1,
3 ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
4 eine Prinzipdarstellung der auftretenden Kräfte bei einer Prüfvorrichtung gemäß 3,
5 eine Prüfvorrichtung nach dem Stand der Technik.
Gleiche Merkmale sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In 1 ist eine Anordnung zur Prüfung einer Baugruppe 1 dargestellt, welche aus einer Rotorhohlwelle 2 und einem Magnetgeberring 3 besteht, die über eine Fügestelle, beispielsweise eine Klebeschicht 4 miteinander verbunden sind. Die Rotorhohlwelle 2 und der Magnetgeberring 3 sind dabei Bestandteil einer elektrischen Maschine.
Der Magnetgeberring 3 ist unterhalb der Klebeschicht 4 in eine Einspannvorrichtung 5 eingespannt. Diese Einspannvorrichtung 5 wird mittels eines Motors 6 in eine Drehbewegung versetzt, deren Richtung durch den Pfeil A angezeigt ist. Die Einspanneinrichtung 5 mit der Baugruppe 1 wird solange beschleunigt, bis eine bestimmte vorgegebene Drehzahl erreicht ist. Nach Erreichen der vorgegebenen Drehzahl wird die Einspannvorrichtung mittels einer Bremsvorrichtung 7 abrupt abgebremst. Das durch die Bremseinrichtung 7 aufgebrachte Bremsmoment ist dabei entsprechend dem Pfeil B entgegengesetzt zu dem Drehimpuls A. Wie aus 2 ersichtlich, wirken durch die Massenträgheit der nicht eingespannten Rotorhohlwelle 2 Schub- und Scherkräfte C auf die Klebestelle 4 ein, die als Prüfkraft die Fügestelle 4 belasten.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in 3 dargestellt, wo ebenfalls der Magnetgeberring 3 unterhalb der Klebeschicht 4 in die Einspannvorrichtung 5 eingespannt ist. Bei dieser Ausgestaltung wird die Einspannvorrichtung 5 mitsamt der Baugruppe 1 einer longitudinalen Bewegung ausgesetzt. Auch hier wird die Einspannvorrichtung 5 bis zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit beschleunigt und anschließend abrupt abgebremst, wobei die Massenträgheit der nicht eingespannten Rotorhohlwelle 2 eine Gegenkraft B erzeugt, die in 4 dargestellt ist und welche die Klebeschicht 4 belastet.
Anstelle eines abrupten Abbremsens der Dreh- oder Längsbewegung kann auch eine plötzliche Richtungsumkehr der Bewegung erfolgen, wobei das Prinzip der Massenträgheit erhalten bleibt.
Bezugszeichenliste

1: Baugruppe
2: Rotorhohlwelle
3: Magnetgeberring
4: Klebeschicht
5: Einspannvorrichtung
6: Motor
7: Bremseinrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013208986 A1 [0002]

Claims

Verfahren zur Prüfung einer Fügestelle, welche zwei Baukomponenten (2, 3) einer Baugruppe (1) miteinander verbindet, wobei mindestens eine Baukomponente (3) einer beschleunigten Bewegung unterzogen wird, dadurch gekennzeichnet, dass nur eine der Baukomponenten (3) unterhalb der Fügestelle (4) in eine Einspannvorrichtung (5) eingespannt wird, wobei die Einspannvorrichtung (5) mit der Baugruppe (1) bis zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit beschleunigt wird und nach Erreichen der vorgegebenen Geschwindigkeit die Bewegung abrupt abgebremst wird, wodurch die Fügestelle (4) mit einer Schubspannung belastet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einpannvorrichtung (5) mit der Baugruppe (1) mit einer Drehbewegung beaufschlagt wird und bis zu einer vorgegebenen Drehzahl beschleunigt wird, wobei bei Erreichen der vorgegebenen Drehzahl die Drehbewegung abrupt abgebremst wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwungmasse der uneingespannten Baukomponente (2) erhöht wird.
Vorrichtung zur Prüfung einer Fügestelle einer Baugruppe, umfassend eine Einspannvorrichtung (5) für die Baugruppe (1), die vorzugsweise aus einem Rotor (2) und einem Magnetgeberring (3) besteht, die über die Fügestelle (4) miteinander verbunden sind, wobei die Einspannvorrichtung (5) von einem Antriebselement (6) antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (2) oder der Magnetgeberring (3) unterhalb der Fügestelle (4) in die Einspannvorrichtung (5) eingespannt sind und die bewegte Einspannvorrichtung (5) über eine Bremsvorrichtung (7) abbremsbar ist.