DE202009004133U1

DE202009004133U1 - Prüfstand mit verstellbarem Kurbeltrieb sowie Servomotor für Zug- und Druckprüfung

Info

Publication number: DE202009004133U1
Application number: DE200920004133
Authority: DE
Original assignee: IAMT PRUEFSYSTEME GmbH
Current assignee: Iamt Pruefsysteme GmbH
Priority date: 2009-03-21
Filing date: 2009-03-21
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2019-03-22

Abstract

Prüfstand mit verstellbarem Kurbeltrieb für Zug- und Druckprüfung dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen einer translatorischen Bewegung ein, in einem Lagerbock (1) angeordneter Servomotor reversierend im Zusammenwirken mit einer Kurbelscheibe (2) zum Einsatz gelangt, und die Umkehrpunkte der Drehrichtung durch eine in einem Schaltschrank (12) angeordnete Steuerung in Verbindung mit einer Steuerungssoftware sowohl wegeabhängig, als auch kraftabhängig gewählt werden können.

Description

Prüfstand mit verstellbarem Kurbeltrieb sowie Servomotor für Zug- und Druckprüfung.
Die Erfindung betrifft einen Prüfstand mit verstellbarem Kurbeltrieb unter Einbeziehung eines Servomotors für Zug- und Druckprüfung. Der Prüfstand findet Anwendung für Zug- und Druckprüfungen für die Fachgebiete der Schwingungs- und Festigkeitsuntersuchungen von Bauteilen, insbesondere im Automobilbau.
Bisher sind traditionell Prüfstände verschiedener Bauarten mit den unterschiedlichsten Antrieben, nämlich hydraulische Antriebe, bei welchen das zu prüfende Teil durch einen Hydraulikzylinder, der über Ventile steuerbar ist, mit Druck beaufschlagt. Ferner sind auch weitestgehend pneumatische Antriebe, Resonanzprüfmaschinen, magnetische Prüfsysteme, oder aber elektrische Linearantriebe bekannt. Weit verbreitet sind auch Kurbeltriebe mit Elektromotor und Kurbelscheibe, auch mit verstellbarer Amplitude während des Betriebes, nämlich zur Änderung des Arbeitshubes von beispielsweise Hobelmaschinen. So ist mit der DE 38 358 110 die Lösung eines als Kurbelgetriebe ausgeführte Getriebeanordnung zum Umwandeln einer drehenden in eine hin- und hergehende Bewegung bekannt, wobei die wirksame Länge einer Kurbel über die Verschiebung des Anlenkpunktes einer Pleuelstange mittels Kulissenführung veränderbar ist. Diese Lösung ist dadurch gekennzeichnet, indem durch das Verändern der wirksamen Länge eine Kurbel über eine Verschiebung des Anlenkpunktes der Pleuelstange mittels Kulissenführung erfolgt. Damit diese Hubverstellung stufenlos und insbesondere auch während des Betriebes der Getriebeanordnung durchführbar ist, ist vorgesehen, dass die Verschiebung des Anlenkpunktes über eine axiale Stellbewegung eines Stellmittels erfolgt, dessen Längsachse eine durch die Schwingbewegung der Pleuelstange gebildete Ebene im Wesentlichen rechtwinklig schneidet.
Eine gattungsgemäße weitere Getriebeanordnung einer Prüfstandvorrichtung ist mit der DE 30 39 050 bekannt, welche zum Messen der Leckölmenge an Ventilschaftabdichtungen Einsatz findet. Der dabei eingesetzte Kurbeltrieb ist mit einer Kurbel ausgerüstet, welche ein Langloch aufweist, in dem eine Pleuelstange gelagert ist. Der Anlenkpunkt der Pleuelstange ist zur Änderung ihres Hubes in dem Langloch verstellbar.
Den aufgezeigten bekannten Lösungen des Standes der Technik haften unterschiedliche Nachteile an. So ist bei den Hydrauliklösungen eine aufwändige wie umfangreiche Peripherie erforderlich, nämlich in der Regel ein Hydraulikaggregat mit Kühlungssystem und Rohrleitungen. Damit sind relativ hohe Kosten verbunden, welche sich auf die Prüfaufgaben niederschlagen. Mit dem eingesetzten Hydrauliköl treten in der Regel Probleme ein; nicht selten Verschmutzungen durch Schlauchbrüche oder Undichtigkeiten. Die Pneumatiklösungen wiederum erfordern große Zylinder für entsprechende Kräfte. Für hohe Frequenzen und lange Wege ist eine große Luftmenge notwendig, was ein teures Druckluftaggregat erforderlich macht. Den Resonanzprüfmaschinen haftet wiederum der Nachteil an, dass keine statische Belastung des zu prüfenden Teiles möglich ist. Bei einem angewendeten Kurbeltrieb mit Elektromotor und Kurbelscheibe ist wiederum während des Hubes bzw. während dem Prüfvorganges keine Verstellung möglich. Die direkt vorgenannt bekannten Lösungen zum Stand der Technik besitzen einen äußerst komplizierten wie aufwändigen mechanischen Aufbau, welcher zudem keine dynamische Änderung des Hubes zulässt und eine Hilfsenergie für die Änderung des Hubes erforderlich macht.
Die Erfindung stellt sich daher die Aufgabe einen Prüfstand für Zug- und Druckprüfung mit verstellbarem Kurbeltrieb zu schaffen, welcher kostengünstig in seiner Anschaffung und auch im Betrieb ist, sich durch einen robusten Aufbau bei geringem Platzbedarf auszeichnet, und einen geringen Energieverbrauch benötigt. Insbesondere soll durch die erfindungsgemäße Lösung eine einfache Veränderung des maximalen Hubes während dem Prüfbetrieb möglich sein; beispielsweise als Reaktion auf sich verändernde Probesteifigkeit, wie es bei einer Rissbildung, oder beim Nachfahren von Blockprogrammen mit veränderlichen Lasten, zweckdienlich ist. Die erfindungsgemäße Lösung soll ferner wahlweise die Kraft- oder die Wegregelung ermöglichen, weiterhin die Abdeckung eines großen Prüfspektrums, von Resonanzprüfungen, bis hin zu statischen Prüfungen, gewährleisten.
Das Wesen der Erfindung besteht in einem Prüfstand, welcher ein Spannfeld oder einen Prüfrahmen aufweist, in dem ein Lagerbock mit einem Antrieb nebst Kurbelscheibe angeordnet ist. Der Antrieb ist dabei als Servomotor ausgeführt, welcher reversierend arbeitet.
Beim Prüfvorgang erfolgt die Umwandlung der Teilkreisbahn in eine oszillierende Linearbewegung durch den Einsatz der vorgenannten Kurbelscheibe. Bei Verstellung des Kurbelzapfens ist eine Vorauswahl des maximalen Hubes möglich, wobei dieser an die anstehende Prüfungsaufgabe angepasst wird. Durch Rückspeisung in einen Gleichstromzwischenkreis wird dabei ein geringer Stromverbrauch realisiert. Ferner ist durch die Montage von Massesegmenten auf die Kurbelscheibe die Resonanzfrequenz einfach zu variieren. Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird der Verschleiß auf eingesetzte einfache Wälzlager reduziert. Durch den Einsatz einer Kraftmessdose, oder aber einem Wegmesssystem erfolgt eine Kraft-, beziehungsweise Wegregelung. Die aufgezeigte Anordnung ermöglicht das Nachfahren von Blockprogrammen für Kräfte oder Wege. In der Summe ist der erfindungsgemäß verstellbare Kurbeltrieb mit Servomotor für Zug- und Druckprüfung dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen einer translatorischen Bewegung keine 360° Umdrehung der Kurbelscheibe genutzt wird, sondern der eingesetzte Servomotor reversierend arbeitet. Die Umkehrpunkte der Drehrichtung können sowohl wegeabhängig, als auch kraftabhängig festgelegt werden.
Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In der zu gehörigen Zeichnung zeigt:
1: die Anordnung des Prüfstandes mit Kurbeltrieb
Auf einem Spannfeld 11 ist ein Lagerbock 1 untergebracht, welcher einen Servomotor und eine Kurbelscheibe 2 aufnimmt. Der Servomotor mit der Kurbelscheibe 2 ist alterierend ausgestaltet. Auf der Kurbelscheibe 2 ist ein Koppelgestänge 3 angeordnet, welches mit Gelenken 14 ausgestattet ist. In einem zweiten Lagerbock 4 ist eine Führung 5 untergebracht, welche ein Pleuel 15 aufnimmt, an dessen Ende eine Kraftmessdose 6 angeordnet ist. Von der Kraftmessdose 6 führt eine kraftschlüssige Verbindung zu einem Prüfteil 7, welches mit einem Prüfteiladapter 8 verbunden ist. Ein verstellbarer Lagerbock 9 weist eine Prüfteilbefestigung 16 auf. Zur Schwingungsdämpfung sind unter dem Spannfeld 11 Dämpfungselemente 10 angeordnet, wodurch ein weitestgehend schwingungsfreier Prüfvorgang gewährleistet wird. Die Steuerungskomponenten für den Prüfstand sind in einem Schaltschrank 12 untergebracht.

1: Lagerbock
2: Kurbelscheibe
3: Koppelgestänge
4: Lagerbock
5: Führung
6: Kraftmessdose
7: Prüfteil
8: Prüfteiladapter
9: Lagerbock
10: Dämpfungselement
11: Spannfeld
12: Schaltschrank
14: Gelenke
15: Pleuel
16: Prüfteilbefestigung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 38358110 [0003]
- DE 3039050 [0004]

Claims

Prüfstand mit verstellbarem Kurbeltrieb für Zug- und Druckprüfung dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen einer translatorischen Bewegung ein, in einem Lagerbock (1) angeordneter Servomotor reversierend im Zusammenwirken mit einer Kurbelscheibe (2) zum Einsatz gelangt, und die Umkehrpunkte der Drehrichtung durch eine in einem Schaltschrank (12) angeordnete Steuerung in Verbindung mit einer Steuerungssoftware sowohl wegeabhängig, als auch kraftabhängig gewählt werden können.
Prüfstand mit verstellbarem Kurbeltrieb für Zug- und Druckprüfung nach Punkt 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfvorrichtung auf einem Spannfeld (11) angeordnet ist, auf welchem ein Lagerbock (1) mit Servomotor befestigt ist, welcher eine Kurbelscheibe (2) antreibt, wodurch ein Koppelgestänge (3) in Funktion tritt, über die Gelenke (14) ein Pleuel (15) betätigt wird, welches in einer Führung (5) läuft und in einem Lagerbock (4) geführt wird.
Prüfstand mit verstellbarem Kurbeltrieb für Zug- und Druckprüfung nach den Punkten 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, dass durch die Montage von Masseelementen auf die Kurbelscheibe (2) die Resonanzfrequenz des Prüfsystems beeinflusst wird.
Prüfstand mit verstellbarem Kurbeltrieb für Zug- und Druckprüfung nach den Punkten 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass durch den Einsatz einer Kraftmessdose (6), oder aber alternativ einem Wegemesssystem in Verbindung mit einer entsprechenden Steuerung und einer Software eine Kraft-, beziehungsweise Wegregelung erfolgt.
Prüfstand mit verstellbarem Kurbeltrieb für Zug- und Druckprüfung nach den Punkten 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass ein Koppelgestänge (3) mit Gelenken (14) als Übertragungselement vom Antrieb mit Kurbelscheibe (2) zum Pleuel (15) sowie der nachfolgenden Anordnung bis hin zum Prüfteil (7) und dem Prüfteiladapter (8) dient.
Prüfstand mit verstellbarem Kurbeltrieb für Zug- und Druckprüfung nach den Punkten 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass ein Lagerbock (9), der auf dem Spannfeld (11) angeordnet ist, der Aufnahme einer Befestigung für den Prüfadapter (8) dient.
Prüfstand mit verstellbarem Kurbeltrieb für Zug- und Druckprüfung nach den Punkten 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Spannfeld (11) Dämpfungselemente (10) angeordnet sind.
Prüfstand mit verstellbarem Kurbeltrieb für Zug- und Druckprüfung nach den Punkten 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung alternativ zum Spannfeld mit Lagerböcken in einem geschlossenen Prüfrahmen angeordnet ist.