DE2130218A1 - Pruefeinrichtung,insbesondere fuer mit Stroemungsmitteln gefuellte Stossdaempfer od.dgl. - Google Patents

Description

• Pr-Ifeinrichtun£, insbesondere fiir mit Strömungsmitteln gefüllte Stoßdämpfer oder dergleichen Die Erfindung bezieht sich auf eine Prüfeinrichtung mit einem ortsfesten Spannkopf und einem zweiten gegenüber dem ersten hin- und herbewegbaren Spannkopfs insbesondere zur Funktionsprüfung von mit Strömungsmitteln gefüllten Stoßdämpfern, Lenkungsdämpfern oder dergleichen.
• Bei derar-tigen Prüfeinrichtungen kommt es vor allem darauf an, den Druck- bzw.
• Zugkraftverlauf über dem Hub anzuzeigen oder aufzuzeichnen, um so Fehler in der Dämpfungswirkung, die durch Dichtungsschäden und sonstige Undichtigkeiten hervor rufen werden, einwandfrei feststellen zu können. Zu diesem Zweck ist einer der beiden Spannköpfe, zweckmäßigerweise der ortsfeste, mi.t einer Druckmcß-und/oder anzeigevorrichtung verbunden.
• Zur Ilubbewegung des einen Spannkopfes dient bei einer bekannten, für den genannten Zweck geeigneten Prüfeirrichtung ein Kurbeltrieb. Hierbei indert sich die Hubgeschwindigkeit jeweils von Null bis zu einem Höchstwert und dann wieder bis Null, was einem sinusartigen Geschwindigkeitsverlauf entspricht. Mit der Änderung der Geschwindigkeit ändern sich aber auch die Druckverhältnisse im Stoßdainpfcr, so daß sich auf einem aufgezeichneten Druck-Weg-Diagramm Druckänderungen, die sich aus der Geschwindigkeitsänderung ergeben, von solchen, die durch fehlerhafte Stoßdämpferfunktion verursacht sind, nur schwer oder gar nicht unterscheiden lassen. Die Funktionskontrolle mit einem solchen Gerät ist daher nicht zuverlässig, da z. B. Druckverluste, die sich erst bei höherem Druck einstellen, als Abflachungen der Druckkurve erscheinen, dann aber oft nicht als Fehlfunktion erkannt werden.
• Auch die Art, wie die Zug-Druckkraft-Kurve entsteht, entspricht bei der bekannten Einrichtung nicht den Anforderungen an Genauigkeit und Zuverlässigkeft. Bei dieser Einrichtung wird der ortsfeste Spannkopf zwischen zwei unter Vorspannung eingebauten Federpaketen mit gleicher Kennung gelagert, die zwecks Änderung des Meßbereichs auswechselbar sind. Der Federweg wird als Maß der Druck- bzw. Zugkraft unter entsprechender Hubübersetzung mit Hilfe eines Zeigers angezeigt oder aufgezeichnet. Es ist einleuchtend, daß schon geringe Abweichungen bei den Fertigungstoleranzen der Federn und bei der Alterung des Federmaterials zu Fehlern in der Tfraf messung und somit zu Verfälschungen des Kraft-Weg-Diagramms führen können.
• Mit der vorliegenden Erfindung sollte. daher die Aufgabe gelöst werden, eine Prüfeinrichtung der eingangs geschilderten Gattung dahingehend zu verbessern,-daß die Hubgeschwindigkeit über den ganzen Weg des Spannkopfes und in beiden Richtungen gleich und konstant bleibt und daß die Genauigkeit der Druck- und Zugkraftermittlung mit möglichst geringem Aufwand erhitzt wird, wobei Fehler durch Alterung nicht auftreten sollen.
• Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch gelöst, daß der ortsfeste Spannkopf an beidendig eingespannten Biegebalken mittig befestigt ist und daß der bewegliche Spannkopf mittels einer Kulissensteuerung zwangsbewegt ist. Eine derartige Kulissensteuerung, die z. B. aus einer kontinuierlich angetriebenen Kurvenscheibe und einer auf ihrem Umfang abrollenden, den Spannkopf in Längsführungen verschiebenden Nockenrolle bestehen kann, bietet auf einfachste Weise die Möglichkeit, eine GescllwindigkeitsI-onstanz zu erzielen, wobei auch an den Umkehrpunkten praktisch keine langen Übergänge, sondern sehr steile Durchgänge durch die Nullgeschwindigkeit auftreten. Außerdem besteht die Möglichkeit, Hublänge und Hubgeschwindigkeit durch Auswechseln der hurvenscheibe bzw. Andern der Kurvenscheiben-Drehzahl zu variieren.
• Mit Biegebalken lassen sich auf der anderen Seite große Keafte problemlos behcrrschen, wobei die Proportionalität zwischen Biegung und Kraft durchaus auch bei einer gewissen Alterung oder Fertigungsungenauigkeit voll erhalten bleibt, da diese sich in gleicher T;lcise in beiden Hubrichtungen auswirken.
• Vorzugsweise arbeitet die Kurvenscheibe mit ei sich genau diametral zur Drehachse der Kurvenscheibe gegenüberliegenden Nockenrollen zusammen, die ständig gleichen Abstand zueinander haben und auch zwangsläufig ständig mit dem Scheibenumfang Kontakt haben. Ein solches Hubgetriebe benötigt keine Federn und keine Ringnuten mehr, um die Nockenrollen auf der vorbestimmten Kurvenbahn zu halten. Verwendet man hierbei in weiterer Ausgestaltung der Erfindung eine Kurvenscheibe, die aus zwei speigelbildlich gleichen Hälften besteht, deren Umfangslinie einen kontinuierlich wachsenden bzw. sinkenden Abstand zur Scheibenachse hat, dann wird außer der Forderung nach Geschwindigkeitskonstanz auch der Wunsch nach praktisch übergangsloser Hubmkehr erfüllt.
• Für die dynamische, d. h. mit wechselnden Hubgeschwindigkeiten durchzuführende Funktionsprüfung kann nach einem weiteren Merkmal der Erfindung mit der den Spannkopf treibenden Kurvenscheibe Einc weitere Kurvenscheibe umlaufen, die über geeignete elektrische Glieder auf die Drehzahl der insbesondere elektrisch regelbaren Antriebseinheit Einfluß nimmt. Untersetzt man z. B. die Drehzahl dieser Steuerkurvenscheibe ins Langsame, dann können auf diese Weise unter anderem Prüfprogramme mit intervallartig zwischen hohen und niedrigen Werten wechselnden Hubgeschwindigkeiten gefahren werden. Im allgemeinen sollen Stoßdämpfer in der einen der beiden Bewegungsrichtung - meist beim Ausfedern des Rades eine größere Dämpfungskraft aufbringen als in der anderen. Würden nun Zug- und Druckkraft von demselben Biegebailzen aufgenommen, dann ergäben sich bei der Diagrammaufzeichnung zwei Kurvenarme mit sehr verschiedenem Ordinatenabstand, wodurch die Ablesung der flacheren Kurve sehr erschwert würde und die Meßgenauigkeit ebenfalls litte. Hier kann man auf einfach Weise dadurch Abhilfe schaffen, daß man den oberen Spannkopf mit zwei unabhängigen Biegebalken zusammenarbeiten läßt, von denen der bei derjenigen Hubrichtung, die dem Einfedern des Rades entspricht, beaufschlagte flallzen eine flachere Kennlinie hat als der andere. Dies kann can z. B. erreichen, indem man entweder zwei Balken gleichen Querschnitts verwendet, diese aber mit unterschiedlicher wirksamer Länge einspannt, oder bei gleicher Einspannlänge Balken mit unterschiedlichem Querschnitt einsetzt. Auf diese Weise können beide Kurvenarme des Karft-Weg-Diagramms eAsa denselben Ordinatenabstand erhalten, wodurch die Meßgenauigkeit wesentlich erhöht wird.
• Weitere wesentliche Details der erfindungsgemäßen Einrichtung sind aus dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel zu ersehen, das im folgenden eingehend erläutert wird.
• Das Gerät, das in der Figur in Vorderansicht gezeigt ist, enthält einen Gerätefuß 1 mit Fußplatte 2 zum Anschrauben auf einer Tischplatte. Der Fuß 1 hat winkelförmige- Gestalt, so daß das untere Ende der Gerätesäule 5 frei um das horizontale Ende des Fußes schwingen kann, wenn die Spule 3 um die Schwenkachse in die liegende Stellung gebracht wird und umgekehrt.
• Die Säule 3 enthält am unteren Ende Lagerbock 5 und Motor für den Antrieb der Kurvenscheibe 6, die auswechselbar auf der Motorwelle befestigt ist und an ihrem Umfang mit zwei sich in bezug auf ihre Achse 7 genau gegenüberliegenden Nockenrollen 8, 9 zusammenarbeitet. Diese Rollen C, 9 übertragen den durch die Kurvenform bestimmten ISub auf einen unteren Schieber 10, der in Führungen 11, 12- der Säule 3 läuft und am oberen Ende den Spannkopf 15 für das eine Teil des Stoßdämpfers 14 fragt. Das obere Ende des Dämpfers wird von einem gleich artigen Spannkopf 15 aufgenommen, der sich auf einem Biegebalken 16 abstützt.
• Dieser Spannkopf 15 ist in Gleitbacken 17 geführt, die ihrerseits an eine Kopfplatte 18 des Gerätes befestigt sind.
• Diese Kopfplatte 18, die zwecks Anpassung der Einspannlänge an verschiedene Dämpfergrößen höhenverstellbar an der Säule 3 angeordnet ist, trägt auch alle übrigen Einrichtungen, die zur Aufnahme, Messung, Übertragung und Aufzeichnung der Dämpfungskräfte und des Kraft-Weg-Diagramms notwendig sind. Hierzu gehört vor allem die Einspannung des Biegebalkens 16, die aus zwei Klemmklötzen 19, 20 besteht, welche in ihrem Abstand zur Balkenmitte vorstellbar an einer mit entsprechenden Langlöchern versehenen Leiste 21 befestigt sind. Auch die Klemmschrauben 22, 23 zum Einspannen des Balkens ermöglichen eine Veränderung sowohl der Einspannlänge als auch das Profils des Biegebalkons 16.
• Der Weg des Biegebalkens 16 wird in der Mitte zwischen den Einspannungen abgegriffen und mit Hilfe einer Tasterschraube 24 auf das kurze Ende eines Zeigers 25 übertragen. Dieser Zeiger 25 ist um eine Achse 26 drehbar gelagert, während sein langes Ende den Schreibstift 27 trägt. Die Durchbiegung des Balkens, die proportional der Drucl;- bzw. Zugkraft ist, äußert sich als Ausschlag der Schreibspitze des Zeigers 25, der diesen auf das auf eine Trägerplatte 28 gespannte Diagrammpapier aufzeichnet.
• Um eine Abhängigkeit des Druckverlaufs von dem Weg des hin- und herbewegten Dämpferteils zu erhalten, wird der Hub des unteren Spannkopfes 13 mit Hilfe eines Stahlbandes 29 im Verhältnis 1:1 auf die Trägerplatte 28 übertragen, b die zu diesem Zweck eine horizontale Gleitschiene 50 und mehrere Lagerrollen 31 aufweist. Das Stahlband 29 ist lösbar an einem Arm 32 des unteren Spannkopfes 15 befestigt, über zwei Umlenkrollen 55, 34 geführt und schließlich an der Unterseite der Gleitschiene 30 angeschraubt. Eine Rückholfeder 35 sorgt dafür, daß das Diagrammpapier beiden Bewegungsrichtungen des Spannkopfes trägheitslos folgt.
• Die Gerätesäule 5 kann bei Dämpfern, die in der Horizontallage geprüft werden müssen, um ihre Anlenkachse 4 nach rechts gekippt und in dieser Stellung arreticrt.werden. Die einwandfreie Funktion wird hierbei nicht gestört, da alle beweglichen Teile dreidimensional zwangsgeführt sind.
• Zahlreiche Abwandlungsmöglichkeiten sind gegeben, die jedoch keineswegs aus dem rahmen der Erfindung hinausführen. So kann z. B. statt einer Schreibeinrichtung eine Meßuhr verwendet werden, die direkt über den oberen Spannkopf gesetzt wird und zweckmäßigerweise mit zwei Schleppzeigern für Maximum-und Minimumanzeige angestattet sein kann.
• Sowohl Hub- als auch Biegewegübertragung können statt mechanisch auch berüngslos und dann elektrisch erfolgen. Hierzu können elektronische Verlagerungsaufnehmer, optische Impuls- oder Zählleisten, Potentiometer, Schrittgeber und andere ähnliche Einrichtungen in Verbindung mit den beiden Spannköpfen und der Kurvenscheibe zum Einsatz kommen. Dann ist auch das oszillographische Aufzeichnen des Diagramms ohne Schwierigkeiten möglich und erlaubt jederzeitiges iGldern der Meßgenauigkeit, das IIcrausp;reifen beliebiger Kurventeile usw. Sdilleßlicll soll noch erwähnt werden, daß dic Prüft auch bei Temperaturen vorgenommen werden kann, die im praktischen Betrieb des Dämpfers möglicherweise auftreten können und bei denen er seine Funktionstüchtigkeit ebenfalls behalten soll. Hierzu wird zumindest der den Dämpfer aufnehmende Teil zusammen mit den Spannköpfen von einer Klimakammer umgeben, in der die gewünschte Temperatur erzeugt oder zumindest aufrechterhalten wird. Es ist zweckmäßig, die Dämpfer vor dem Einlegen in die Prüfeinrichtung bereits etwa auf Prüftemperatur zu bringen, was bsonders bei schneller Serienprüfung von Vorteil ist.
• Selbstverständlich eignet sich die vorbeschriebene Prüfeinrichtung wegen ihrer Prüfgeschwindigkeitskonstanz auch hervorragend für Falt- und Scherversuche, für die Elastizitätsprüfung von Gummi und anderen Elastomeren sowie für Abrieb-, Gleitmittel- und Walktests.

Claims (16)

Patentansprüche

1. Prüfeinrichtung mit einem ortsfesten Sannkopf und einem zweiten gegnüber dem ersten hin- und hebewegbaren Spannkopf, insbesondere zur Funktionsprüfung von mit Strömungsmitteln gefüllten Stoßdämpfern, Lenkungsdämpfern oder dergleichen, wobei insbesondere der ortsfeste Spannkopf mit einer Druckmeßeinrichtung verbunden ist, d. g., daß der ortsfeste Spannkopf (15) an beidendig eingespannten Biegebalken (16) mittig befestigt ist und daß der bewegliche Spannkopf (13) mittels einer Kulissensteuerung (5, 8, 9) zwangsbewegt ist.

2. Fr. n. A. 1, d. g., daß die Kulissensteuerung aus einer antreibbaren Kurvenscheibe (6) und aus rnindestens einer den Scheibenumfang radialbweglich abtastenden und an dem Spannkopf (13) gelagerten Hockenrolle (8, 9) besteht.

3. Pr. n. A. 2, d. g., daß zwei Nockenrollen (8, 9) vorhanden sind, die in gleichbleibender'0 Abstand derart am Spannkopf (15) gelagert sind, daß sie sich diametral zur Drehachse (7) der Kurvemscheibe (6) gegenüberliegen und beide mit deren Umfang ständigen Kontakt haben.

4. Fr. n. A. 2 oder 3, d. g., daß die Kurvenscheibe (o) aus zwei spiegelbildlich gleichen Hälften besteht, deren Umfangslinie einen kontinuierlich wachsenden bzw. sinkenden Abstand zur Scheibenachse (7) hat.

5. Fr. n. A. 2, 3 oder 4, d. g., daß die Kurvenscheibe (6) auswechselbar ist.

6. Fr. n. A. 1, d. g., daß der Beigebalken (16) auswechselbar ist, wobei seine Spannvorrichtungen (19, 20) für verschiedene Bal-enprofile eingerichtet sind.

7. Pr. n. A. 1 oder 6, d. g., daß die Einspannlänge des Biegebalkens (16) veränderlich ist.

8. Pr. n. einem der A. 1 bis 7, d. g., daß der Biegebalken (16) zusammen mit dem Spannkopf (15) in seinem Abstand zum anderen Spannkopf (13) verschiebbar und in jeder Stellung arretierbar is-t.

9. Pr. n. einem der A. 2 bis 8, d. g., daß die Kurvenscheibe (6) von einer stufenlos regelbaren Motor-Getriebe-Einheit angetrieben wird.

10. Fr. n. einem der A. 1 bis 9, d. g., daß der angetriebene Spannkopf (13) mit-einer Aufzeichnungseinrichtung (25, 27) verbunden ist.

11. Pr. n. A. 9, 10, d, g., das der angetriebene Spannkopf (13) über ein flexibles, um 900 umgelenktes Zugmittel (29) mit einem längsbeweglichen Auzeichnungsträger (28) verbunden ist, insbesondere mit einem Diagrammschreiber.

12. Pr. n. einem der A. 2 bis 11, d. g., daß außer der Kurvenscheibe ( 6) zum unmittelbaren Antrieb des Spannkopfes (15) eine weitere Kurvenscheibe umläuft, die mit Mitteln zur programmierten Drehzahlregelung der Motor-Getriebe-Einheit zusammenwirkt.

13. Fr. n. A. 12, d. g., daß die-zweite Kurvenscheibe gegenüber der ersten (6) drehzahlüber- oder untersetzt ist.

14. Fr. n. einem der A. 1 bis 15, d. g., daß zwei Biegebalken vorgesehen sind, von denen der eine bei Zug und der andere bei Druck beansprucht wird.

15. Pr. n. A. 14, d. g., daß die beiden Biegebalken unterschiedliche Federkennlinien haben.

16. Pr. n. A. 15, d. g., daß die beiden Biegebalken unterschiedliche Einspannlangen und/oder Querschnitte haben.