DE1980986U - Pruefmaschine zur simulierung von schwingungsreibbelastungen unter reproduzierbaren bedingungen. - Google Patents

Description

AnwaItsakten-Nr. 16 772

MOLYKOTE G.m.b.H., 8 München 54, Pelkovenstraße

Prüfmaschine zur Simulierung von Schwingungsreibbelastungen unter reproduzierbaren Bedingungen,

Die Erfindung betrifft eine Prüfmaschine zur Simulierung von Schwingungsreibbelastungen unter reproduzierbaren Bedingungen mit einem e· e hin und hui bewegbaren ersten Probenhalter und einem bei Betrieb der Vorrichtung quer zur Bewegungsrichtung dieses Probenhalters ein Probenstück gegen ein anderes

(0811) '5 U 20 Sl Telegramme: PATENTEULE MOnchen Bank: Bayerische Vereinsbank MOnchen «3100 Postscheck: MOnchen i53

i Γ

ttV 38/01 1980986. Molykote Gm. b H 8000 München. | Prüfmaschine

2 -

^zl> ζ

H 3.58

auf dem ersten Probenhalter befindliches Probenstück drückenden zweiten Probenhalter.

Bei nahezu allen aus Metall hergestellten Maschinen oder Vorrichtungen tritt an dafür typischen Stellen Schwingungsreibungsverschleiß, im allgemeinen Passungsrost genannt, auf ο Da durch Schwingungsreibungsverschleiß große Schäden verursacht werden, werden große Anstrengungen zur Erforschung seiner Ursachen unternommen. Zu seiner Erforschung sind zahlreiche Maschinen geschaffen worden, mittels derer versucht wurde, Schwingungsreibungsverschleiß unter möglichst praxisnahen Bedingungen reproduzierbar zu simulieren»

Bei den bisher bekannt gewordenen Prüfmaschinen werden zwei Proben, die aneinander gedrückt sind, gegeneinander bewegt. Zur Erzeugung dieser Bewegung werden gewöhnlich Exzenterantriebe oder hydraulische Antriebe verwendet.

Mit keiner der bekannten Prüfmaschinen ist es jedoch k möglich, eine hämmernde Bewegung praxisnah zu sirau-

I: lieren. Einer hämmernden Bewegung kommt jedoch als

;f§,>., Ursache für die Entstehung von Passungsrost besondere

" ; Bedeutung zu, wie es beispielsweise die bei Eisenbah

nen durch Passungsrost verursachten Schäden offenkundig machen,

42k 38/01. 1980986. Molykote Gm. b.H., 8000 München. | Prüfmaschine zur Simulierung von Schwingungsreibbelastuneen unter reproduzierbaren Bedin-'■> ~ gungen. 29. 12. 67. M 60981. (T. 12;

ζ. ι)

H 3.68

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mittels derer eine hämmernde Bewegung praxisnah simuliert werden kann.

Diese Aufgabe wird gemäß Erfindung dadurch gelöst, daß ein mit pulsierendem Strom speisbarer Elektromagnet vorgesehen wird, welcher im Betrieb über einen elastisch gelagerten Anker den zweiten Probenhalter periodisch gegen den ersten Probenhalter drückt und v;ieder freigibt.

Zweckmäßig ist der zweite Probenhalter mit dem Anker mechanisch starr verbunden, wobei der zweite Probenhalter durch den Anker senkrecht zur Bewegungsrichtung des ersten Probenhalters bewegbar ist und wobei auf einem Teil des Weicheisenkerns des Magneten eine Induktionswicklung sitzt, deren Anschlüsse an einen Spannungsmesser anschließbar sind. Mittels der Induktionswicklung und des Spannungsmessers kann die durch den magnetischen Fluß gegebene Kraft gemessen werden.

Zweckmäßig weist der Weicheisenkern drei Schenkel und ein deren eine Enden verbindendes Joch auf, wobei die Magnetwicklung auf dem mittleren Schenkel sitzt und

42k 38/01. 19S0 986. Molykote G.m. b H 8000 München. J . Prüfmaschine zur Simulierung von SAwingungsre.bbe-

5 ^srtrssr 8rfe

Z. 1)

H 3.68

der Anker als Joch für die freien Enden der drei Schenkel ausgebildet ist.

Vorteilhaft sitzt die Induktionswicklung auf den beiden äußeren Schenkeln.

Vorteilhaft wird der Anker von zwei Blattfedern getragen, deren Flachseiten sich senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ankers erstrecken. Dadurch wird auf den Anker ständig eine Kraft ausgeübt, die bestrebt ist, ihn in seine Ruhelage zurückzubewegen.

Vorteilhaft ist am Anker ein Stab befestigt, der durch eine Längsbohrung im mittleren Magnetsehenkel durch den Weicheisenkern ragt und an seinem freien Ende den zweiten Probenhalter trägt ο

Vorteilhaft ist zur Veränderung des Abstandes des Ankers von dem Elektromagneten eine Einstelleinrichtung vorgesehen« Dadurch kann die Schlaghöhe verändert werden ο

Vorteilhaft ist zur Veränderung des Abstandes der in den Probenhaltern aufgenommenen Proben eine Einstelleinrichtung vorgesehen.

42k, 38/01. 1980986. MoIy taue G» b.H.. 8000 München. I Prufmasdune zur Simulierung von Sthwingungsreibbc-Ustungcn unter «Ρ^²¹"^"¹ JS^c ,£ gungen. 29. 12. 67. M 60981. (T. 12;

21)

Vorteilhaft ist ein die beiden Probenhalter gasdicht umschließendes Gehäuse vorgesehen. Dadurch können Versuche bei Anwesenheit von verschiedenen Gasen oder Gasmischungen vorgenommen werden.

Zweckmäßig ist das gasdichte Gehäuse mit Gaszu-und -ableitungsanschlüssen versehen.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel gemäß Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Seitenansicht der gesamten Prüfmaschine in schematischer Darstellung.

Fig. 2 zeigt eine vergrößert dargestellte Teilansicht des in Fig. 1 mit "A" gekennzeichneten Teils der Prüfmaschine.

An einem Grundrahmen 1 ist ein Exzenterantrieb 2 angebracht, welcher einen geradlinig hin- und herbewegbaren Schlitten 3 in einer Richtung antreibt. Die Rückbewegung des Schlittens 3 erfolgt durch die auf diesen von einer am Grundrahmen 1 abgestützten Druckfeder ^ ausgeübten Kraft ."V^uf. dem Schlitten 3 ist ein erster Probenhalter 5 angebracht. Der Probenhalter ist von einer abnehmbaren Probenpfanne 6 umgeben, die

"Vstatt dessen kann der Schlitten 3 auch drehbar angeordnet sein.

42k, 38/01. 1980986. Molykote G.m. b.H.. 8000 München. | Prüfmaschine zur Simulierung von Schwingungsreibbelastunsen unter reproduzierbaren Bedingungen 29. 12. 67. M 60981. (T. 12;

6 - Z- «

H 3.68

zum Auffangen von Abrieb diente

Am Grundrahmen 1 ist ferner ein Elektromagnet mit einem Weicheisenkern 7 mit drei Schenkeln und einem deren eine Enden verbindenden Joch angebracht. Auf dem mittleren Schenkel sitzt eine Magnetspule 8«, Die Anschlüsse der Magnetspule 8 sind mit einem Regeltransformator verbunden, der an eine Wechselstromenergiequelle 10 angeschlossen ist. Auf den beiden äußeren Schenkeln des Weicheisenkerns 7 sitzen Induktionswicklungen 11, deren Anschlüsse mit einem Spannungsmesser 12 verbunden sind. An zwei Stützen des Grundrahmens 1 sind zwei Blattfedern 13 aus einem Material mit hoher Wechselfestigkeit befestigt, welche einen als Joch ausgebildeten Anker l4 elastisch in Abstand zu den freien Enden der Schenkel des Weicheisenkerns 7 halten.

Am Anker l4 ist ein starrer Stab 15 befestigt, der sich durch eine Bohrung im mittleren Schenkel des Elektromagneten durch den Weicheisenkern 7 erstreckte Am aus dem Weicheisenkern 7 herausragenden freien Ende des Stabs 15 ist ein zweiter Probenhalter 16 befestigte Der Elektromagnet und der Stab 15 sind so ausgerichtet,

daß der Stab 15 im Betrieb der Maschine Bewegungen

senkrecht zur Bewegungsrichtung des Schlittens 3 aus-

führt. Der Abstand des Ankers 14 zu den freien Enden I

42k 38/01. 1980986. Molykote Gm. KH 8000 München. | Prüfmaschine zur Simulierung von SchwingungsreilbbelAstunccn unter reproduzierbaren Beai

bH S Münc ,uV Simulierung von S

- 7 - I ί "

-J 4 3_ β

der Schenkel ist mittels einer Einstelleinrichtung und mithilfe einer Meßuhr 17 genau einstellbar.

Der auf dem Schlitten angebrachte Probenhalter ist durch eine Abstandseiristelleinrichtung 18 in Bewegungsrichtung des Stabes 15 verstellbar. Dadurch kann der Abstand von in den Probenhaltern aufgenommenen Proben in Bezug auf einander bei Stillstand der Maschine eingestellt werden.

Die an den Probenhaltern 5 und l6 anzubringenden und zu untersuchenden Metallprobenkörper sind zylindrisch, und ihre ebenen Berührungsflächen sind poliert»

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Proben— körper von einer Zelle, beispielsweise aus durchsichtigem Kunststoff, umgeben. Derart ist es möglich, die Probenkörper von der Außenatmosphäre abzuschließen, den Schwingungsreibungsverschleiß in Anwesenheit verschiedener Gase oder Gasmischungen sowie auch bei Anwesenheit von Schmierstoffen ermitteln zu können, Mithilfe einer Rohrdurchführung können Gase oder Dämpfe in die Zelle eingeleitet und an die Reibstelle geführt werden und durch eine weitere Öffnung entweichen_o

Die Wirkungsweise der Prüfmaschine ist wie folgt:

42k 38/01. 19809S6. Molykote Gm. b H 8000 München. | Prüfmaschine zur Simulierung von Schwingungsreibbelastungen unter reproduzierbaren Bedingungen. 29. 12. 67. M 60 981. (T. 12;

14 3.68

Der Abstand der Berührungsflächen der Proben in Bezug auf einander bei Stillstand der Prüfmaschine ist mittels der Einstelleinrichtung 18 entsprechend den Erfordernissen einstellbar. Unter Zuhilfenahme der Mei3uhr 17 ist zur Wahl der Schlaghöhe der Abstand des Ankers l4 von den freien Enden der Schenkel des Weicheisenkerns 7 einstellbare Im Betrieb der Prüfmaschine wird der Schlitten 3 durch den Exzenterantrieb 2 und die Druckfeder 4 hin- und herbewegt. Ferner führt der Anker l4 bei Speisung der Magnetspule mit Wechselstrom. zusammen mit dem Stab 15 und dem zweiten Probenhalter l6 eine periodisch erfolgende Abwärts- und Aufwärtsbewegung aus. Dadurch werden die beiden Proben fortlaufend gegeneinander gestoßen, während gleichzeitig bei ihrer Berührung ein Reibvorgang stattfindete Die Ermittlung der durch den magnetischen Fluß gegebenen, auf den Anker ausgeübten Kraft und somit auf die Probe ausgeübten Normalkraft wird mittels der in den Induktionswicklungen 11 durch den magnetischen Fluß induzierten Spannung gemessen. Die auf die Proben normal zu deren Berührungsflächen aufgebrachte Normalkraft ist mittels Einstellung des Stromes durch die Magnetspule 8 durch entsprechende Einstellung des Regeltransformators 9 veränderbar. Vom Spannungsmesser sind nach entsprechender Eichung die Werte für die Kraft direkt in kp ablesbar.

42k 38/01. 19S0 9S6. Molykote Gm. b H 8000 Mündien. | Prüfmaschine zur Simulierung von Sdiwingungsreibbelastungen unter reproduzierbaren bedingungen. 29. 12. 67. M 60981. (T. 12; Z. 1)

H 3.

Als bevorzugte technische Betriebsdaten seien als Beispiel die folgenden genannt:

Impulse bei Wechselstrom von 50 Hertz Belastbarkeit der Primärspule
Normalkraft auf die Prüfkörper

Abstand zwischen den Probenkörpern, wenn sich diese in Ruhe befinden

Hin- und Herbewegungen des unteren Prüfkörpers

durchmesser des unteren Probestückes Durchmesser des oberen Probenstückes

100/sec

bis 2 Ampere

wahlweise bis 300 kp

bi s 1 mm

426/min 10 mm 6 mm

Ansprüche -

- 10 -

Claims (12)

1. 42k, 38/01. 19S0 9S6. Molykote G.m. b.H.. 8000 München. | Prüfmaschine zur Simulierung von Schwingungsreibbelastungen unter reproduzierbaren Bedingungen. 29. 12. 67. M 60981. (T. 12;

   - ίο - ^z()

   Λ I 0 CO · * «· 0 U

   Schutζansprüche

   lc Prüfmaschine zur Simulierung von öchwingungsreibbelastungen unter reproduzierbaren Bedingungen mit einem ΰ» i" pbewegbaren ersten Probenhalter und einem bei Betrieb der Vorrichtung quer zur Bewegungsrichtung dieses Probenhalters ein Probenstück gegen ein anderes auf dem ersten Probenhalter befindliches Probenstück drükkenden zweiten Probenhalter, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit pulsierendem Strom speisbarer Elektromagnet vorgesehen ist, welcher im Betrieb über einen elastisch gelagerten Anker (l4) den zweiten Probenhalter (l6) periodisch gegen den ersten Probenhalter (5) drückt und wieder freigibt«
2. 2. Prüfmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Probenhalter (l6) mit dem Anker (l4) mechanisch starr verbunden ist, daß der zweite Probenhalter (lo) durch den Anker (l4) senkrecht zur Bewegungsrichtung des ersten Probenhalters (5) 'beweg bar ist, und daß auf einem Teil des Weicheisenkerns (7) des Magneten eine Induktionswicklung (ll) sitzt, deren Anschlüsse an einen Spannungsmesser (12) anschließbar sind.

   — 11 —

   42k 38/01. 1980986. Molykote Gm. bH 8000 München. | Prüfmaschine zur Simulierung von Schwingungsreibbe-

   irr 2^u9ⁿT2.^r6?^rodM^zä^rb98r ₍?^cd.T,

   Z. 1)

   H3.68

   - 11 -
3. 3. Prüfmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Weicheisenkern (7) drei Schenkel und ein deren eine Enden verbindendes Joch aufweist, daß die Magnetwicklung (8) auf dem mittleren Schenkel sitzt, und daß der Anker (l4) als Joch für die freien Enden der drei Schenkel ausgebildet isto
4. 4. Prüfmaschine nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionswicklung (11) auf den beiden äußeren Schenkeln sitzt.
5. 5. Prüfmaschine nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Anker (l4) von zwei Blattfedern (13) getragen ist, die sich senkrecht zur Bewegungsrichtung des Ankers (l4) erstrecken.
6. 6. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am Anker (l4) ein Stab (l5) befestigt ist, der durch eine Längsbohrung im mittleren Magnetschenkel durch den Weicheisenkern (7)

   ragt, und der an seinem freien Ende den zweiten Probenhalter (l6) trägt.
7. 7· Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstelleinrichtung zur Veränderung des Abstandes des Ankers (l4) von

   I dem Elektromagneten vorgesehen ist. j

   42k, 38/01. 1980986. Molykote G.m. b.H., 8000 München. | Prüfmaschine zur Simulierung von Schwingungsreibbelastungen unter reproduzierbaren Bedingungen. 29. 12. 67. M 60981. (T. 12; Z. Il

   H 3.68
8. 8» Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß eine Einstelleinrichtung (18) zur Veränderung des Abstandes der in den Probenhaltern (5» 16 ) aufgenommenen Proben vorgesehen ist ο
9. 9· Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein die beiden Proben— halter (5, 16) gasdicht umschließendes Gehäuse vorgesehen ist.
10. 10. Prüfmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das gasdichte Gehäuse Gaszu- und -ableitungsanschlüsse besitzt.
11. 11. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Probenhalter mit einem ihn hin- und herbewegenden Antrieb versehen ist.
12. 12. Prüfmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Probenhalter mit einem ihn drehenden Antrieb versehen ist.