DE2201590C3 - Belastungseinrichtung - Google Patents

Description

richtung entlang dieser Achse 25 werden Kräfte angelegt. Die Winkelhebelanordnung 21 wird von einem linearen hydraulischen Kraftanleger 27 betrieben, der mit einem Drehpunkt 28 der Winkelhebelanordnung verbunden ist. Dieser ist von der Achse des Stifts 22 und auch von der Achse 20 des Verbindungsstifts für das Gestänge 18 mit der Winkelhebelanordnung in Abstand angeordnet Das gegenüberliegende Ende des Kraftanlegers 27 ist durch einen Stift 31 mit zwei ösen verbunden, die sich an einer Platte 32 befinden, die wiederum mit geeigneten Trägern 33 an der Grundplatte 24 gehalten wird. Die Träger 33 sind mit entsprechendem Abstand angeordnet und werden auch zum Halten von Teilen für andere Winkelhebelanordnungen gebraucht.

Der hydraulische Kraftanleger wird durch Servoventilsteuerungen 34 von Druckquellen betätigt. Das Servoventil liefert ein unter Druck stehendes Strömungsmittel an entsprechende Verbindungen an dem hydraulischen Kraftanleger 27, so daß dieser in seiner Längsrichtung hin- und herbewegbar werden kann entsprechend den Steuersignalen, die ein Moment an die Winkelhebelanordnung 21 um die Achse des Stifts 22 und dabei über das Gestänge 18 entlang der Achse 25 eine Belastung legen.

Die vertikale Belastung der Achse 11 erfolgt über ein Gestänge 37, von dem zwei Schenkel um eine Achse 38 drehbar mit entsprechenden Stiften mit dem Adapter 15 verbunden sind. Das andere Ende des Gestänges 37 ist um eine Achse 39 am Winkelhebel 40 drehbar gelagert, der zwei parallel angeordnete Platten aufweist, die sich zwischen den aufrechten Böcken der Träger 33 für den Kraftanleger 37 befinden und mit Lagern an einer Achse 41 zwischen den Trägern 33 drehbar gehalten sind. Der Winkelhebel 40 wird von einem hydraulischen Kraftanleger 42 betrieben, von dem ein Ende bei 43 mit dem Winkelhebel 40 drehbar verbunden ist und der somit eine Kraft über diese drehbare Anordnung 43 anlegen und den Winkelhebel 40 um seine Achse schwenken kann. Das andere Ende des Kraftanlegers 42 ist mit entsprechenden Lagerböcken 44 an der Grundplatte 24 befestigt und befindet sich zwischen den Schenkeln des Bockes 23.

Der Kraftanleger 42 kann auch von einem Steuerzentrum 34 gesteuert werden, so daß er über geeignete Servoventil entsprechend den S'euersignalen mit einem unter Druck stehenden Strömungsmittel beliefert wird. Wenn der Antrieb bzw. der Kraftanleger 42 sich verlängert, dreht er den Winkelhebel 40 um seine Drehachse 41, wodurch eine vertikale Belastung an den Prüfling in einer vertikalen Achse 45 gelegt wird.

Die vertikale Belastung in der Achse 45 wirkt über den Adapter auf die Achse 11. Wegen der federnden Aufhängung der Achse It liegt die zum Belasten der Achse notwendige Bewegungsstrecke etwa in der Größenordnung von 25 cm.

Die simulierte Seitcnbelastung an einem Kraftfahrzeugrad wird an den Prüfling über ein Seitengestänge 50 angelegt, das aus Adapter 15 um die Achse 38 durch einen geeigneten Stift 51 drehbar gelagert ist. Das andere Ende des Gestänges 50 ist mit einem Stift 50 drehbar gelagert und besitzt eine Achse 52. Der Stift an der Achse 52 wird an einer Winkelhebelanordnung 53 gehalten, die zwei parallel angeordnete Platten aufweist, die mit einem Stift 54 an einer Achse drehbar befestigt sind, die zur Achse 38 und der Achse des Stifts 52 parallel verläuft. Die Winkclhebelanordnung 53 ist an einem Sockel 55 gehalten, der mit dem Fußboden oder einem anderen Gebäudeteil ebenso wie die Grundplatte 24 befestigt ist Winkelhebelanordnung 53 wird von einem hydraulischen Kraftanleger 56 betätigt, der mit einem Stift 37 an der Winkelhebelanordnung mit Abstand von der Achse des Stifts 54 und auch mit Abstand von der Achse 52 angeordnet ist. Dieser Antrieb 52 liegt mit seinem anderen Ende mit einem Stift 58 an einem Bock 59 und ist ebenfalls an den Trägern 33 und somit an der Grundplatte 24 befestigt

in Der Kraftanleger 56 wird vom Steuerzentrum 34 über geeignete Servoventile gesteuert. In dem hydraulischen Kraftanleger 56 zum Erzeugen eines Moments an der Winkelhebelanordnung 53 kann ein unter Druck stehendes Strömungsmittel eingeführt werden, wodurch

is eine Seitenbelastung in Richtung der Achse 61 des Gestänges 50 angelegt wird. Es erfolgen somit dort drei Belastungsaufnahmen für den Prüfling U an drei zueinander senkrechten Achsen 25,45 und 61.

Es ist wünschenswert und notwendig, Kreuzkupplungseffekte zwischen den Belastungen in der vertikalen Richtung und in der nach vorn u«d hinten oder in Längsrichtung wirkenden Richtung i.a verhindern. Wenn auch die Winkelhebel Raum sparen und eine kompakte Einrichtung ergeben, wenn sie durch Wählen

»ι des Verhältnisses der Länge der Glieder für diese Kraftai.ieger richtig angeordnet sind, so sind doch Belastungen durch Kreuzkupplungseffekte möglich. Das vertikale Moment würde notwendigerweise unter normalen Verhältnissen wegen des Bewegungswinkels

to der Achse 39 und des Bewegungsbogens der Achse 19 um die Achse 20 eine Änderung der Longitudinalbelastung bewirken. Bei der beschriebenen Anordnung und richtiger Wahl des Verhältnisses der beiden Gestängelängen kann dies vermieden werden. Beispielsweise

υ wird angenommen, daß ein Abstand zwischen der Achse 39 und der Achse 62 ist, der gleich b ist, wenn der Achsenradius des Winkelhebels 40 beispielsweise zwischen der Achse des Stifts 41 und der Achse 39 gleich r ist, dann wird die Länge des Gestänges 18 zwischen

4» der Achse 20 und der Achse 19 zu (h/a mal r) gewählt. Dies ergibt ein Moment des Gestänges 37, das nahezu dem Moment des Gestänges 18 entspricht und das die Verwendung des Winkelhebels ohne die Gefahr einer Kreuzkupplung zuläßt. Die Winkelhebelanordnungen

4i sparen auch Raum und erleichtern die Handhabung. Der Winkelhebel 40 bewegt sich in einem Bogen um seine Achse 41, wenn in Richtung 45 eine Kraft angelegt wird, und dieses Moment kompensiert wegen der bogenförmigen Bewegung des Gestänges 18 die Lageänderung

ίο der Achse 19 um die Achse 20, wenn das Gestänge 37 und die Prüfachse n.ich oben bewegt werden. Dies gilt auch für kleine Bewegungen der Achse um dio Lenkachse, wenn dies wahrend der Prüfung gewünscht wird.

τ· Die Achsen 62,19 und 39 liegen in einer gemeinsamen Ebene.

Die Anwendung der Belastungseinrichtung ist an einer Vorderradachse dargestellt, aber es können ebenso auch Hinterachsen in derselben Weise geprüft

M) werden. Natürlich können auch die Achsen anderer Fahrzeuge geprüft werden und die Einrichtung kann auch zum Prüfen von Prüflingen nützlich sein, die ein wesentliches Moment in einer Belastungsachse und ein gleichzeitiges Anlegen von Belastungen an einer oder

μ beiden anderen Achr?n erfordern.

Die Gestänge 18 und 50 können mit ihren entsprechenden Winkelhebelanordnungen und mit dem Adapter 15 durch Keeignete Verbindungen verbunden

sein, die kleine Fehlausrichtungen ausgleichen. Beispielsweise können die Enden der Gestänge 50 und 18 für die Bewegung um Achsen, die zueinander im rechten Winkel stehen, mit den Achsen 20 bzw. 32 verbunden sein und an dem Adapter 15 können sphärische Sitzverbindungen verwendet werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch;

   Belastungseinrichtung zum Belasten von Proben entlang zweier praktisch senkrechter Kraftachsen zum Kleinhalten der Querkupplungseffekte zwischen den die Proben belastenden Einrichtungen, wobei die Proben sich entlang einer Kraftrichtungsachse bewegen, mit einem Gestänge, das eine Einrichtung zum drehbaren Anbringen eines Endes des Gestänges an den Proben auf einer Drehachse besitzt, die zweite Kraftrichtungsachse praktisch senkrecht zur Achse der schwenkbaren Befestigung des Gestänges verläuft, ein zweites Gestänge schwenkbar an einem Ende mit dem ersten Gestänge und am zweiten Ende schwenkbar mit einer Belastungseinrichtung verbunden ist und dadurch die Proben über das erste Gestell in Richtung entlang der zweiten Kraftrichtungsachse belasten kann, dadurch gekennzeichnet, daß ein schwenkbar angebrachter Kniehebel (40) vorgesehen ist, bei dem ein Kniehebelarm schwenkbar am zweiten Ende (39) des ersten Gestänges (15, 37) befestigt ist, um dieses in der ersten Kraftrichtung unter Kraft zu bewegen, wobei das zweite Ende (11) des ersten Gestänges sich in einem Bogen bewegt, wenn der Kniehebel (40) sich zum Belasten des ersten Gestänges (15, 37'/ schwenkt, daß das zweite Gestänge (18) schwenkbar mit dem ersten Gestänge (15, 37) in einer Stellung in bezug auf die Länge des zweiten Gestänges (18) und die Länge des Aktionsradius des Kniehebelarms (40) verbunden ist, und daß die wirksame Länge des zweiten Gestänges (18) so gewählt ist, dtß sie jvaktisch gleich dem Betrag (b/a)r ist, worin die Länge des ersten Gestänges b und der Abstand /· Tischen der ersten Schwenkachse und der zweiten Schwenkverbindung mit dem ersten Gestänge a und die Länge des Kniehebelarms rist.

   Die Erfindung betrifft eine Belastungseinrichtung zum Belasten von Proben entlang zweier praktisch senkrechter Kraftachsen zum Kleinhalten der Querkupplungseffekte zwischen den die Proben belastenden Einrichtungen, wobei die Proben sich entlang einer Kraftrichtungsachse bewegen, mit einem Gestänge, das eine Einrichtung zum drehbaren Anbringen eines Endes des Gestänges an den Proben auf einer Drehachse besitzt, die zweite Kraftrichtungsachse praktisch senkrecht zur Achse der schwenkbaren Befestigung des Gestänges verläuft, ein zweites Gestänge schwenkbar an einem Ende mit dem ersten Gestänge und am zweiten Ende schwenkbar mit einer Belastungseinrichtung verbunden ist und dadurch die Proben über das erste Gestell in Richtung entlang der zweiten Kraftrichtungsachse belasten kann.

   Die Erfindung geht aus von einer durch die Druckschrilt »Advanced Testing Techniques«, ASTM Special Technical Publication 476 bekannten Belastungseinrichtung, mit der die Belastung einer Fahrzeugachse in drei jeweils zueinander senkrechten Achsen gemessen werden kann und bei der ein raumbeanspruchendes Wattgestänge erforderlich ist, um in allen drei Wirkrichlungcn definierte Belastungen zu erreichen.

   Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die

   Belastungseinrichtung möglichst senkrecht zu bauen und trotzdem in allen Wirkrichtungen definierte Belastungen zu erreichen.

   Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein schwenkbar angeordneter Kniehebel vorgesehen ist, bei dem ein Kniehebelarm schwenkbar am zweiien Ende des ersten Gestänges befestigt ist, um dieses in der ersten Kraftrichtung unter Kraft zu bewegen, wobei das zweite Ende des ersten Gestänges sich in einem Bogen bewegt, wenn der Kniehebel sich zum Belasten des ersten Gestänges schwenkt, daß das zweite Gestänge schwenkbar mit dem ersten Gestänge in einer Stellung in bezug auf die Länge des zweiten Gestänges und die Länge des Aktionsradius des Kniehebelarms verbunden ist, und daß die wirksame Länge des zweiten Gestänges so gewählt ist, daß sie praktisch gleich dem Betrag (b/ajr ist, worin die Länge des ersten Gestänges b und der Abstand zwischen der ersten Schwenkachse und der zweiten Schwenkverbindung mit dem ersten Gestänge a und die Länge des Kniehebelarms rist.

   Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht in der Kompaktheit der Belastungseinrichtung und der dabei in allen Wirkrichtungen erreichbaren definierten BeIastungen.

   Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargesteih, die in den Fig. I und la eine perspektivische Darstellung der Belastungsvorrichtung mit einem Prüfling zeigt, bei dem es sich um die Vorderachse eines Kraftfahrzeuges handelt.

   Die Belastungseinrichtung 10 ist an der Vorderachse 11 eines Kraftfahrzeuges angesetzt. Die Achse 11 bzw. der Achsenschenkel 11 ist mittels eines Jochs 12 und eines Achszapfens 13 mit einem Halter 14 an der federnd gehaltenen Vorderachse verbunden.

   Auf dem Achsschenkel 11 ist ein Adapter 15 der Belastungseinrichtung wie ein Fahrzeugrad eingesetzt. Die Lenkachse 13a verläuft in der Achse des Achsenzapfens 13. Der Adapter 15 kann sich um die Achse 11 bzw. den Prüfling frei bewegen.

   Zum Prüfen von Vorderradachsen ist es notwendig, die Beanspruchung am Rad zu simulieren. Deshalb wirkt die Vertikalkraft durch die Achse hindurch, d. h. eine nach vorn und hinten wirkende Kraft und eine seilliche Kraft, die vom Verkanten herrührt. Diese Kräfte können in Komponenten aufgeteilt sein, die in drei zueinander senkrechten Achsen wirken.

   Die nach vorn und hinten oder in Längsrichtung wirkende Belastung wird über ein in Längsrichtung verlaufendes Gestänge 18 zugeführt, das an einer Achse 19 an dem Adapter 15 drehbar befestigt und auch drehbar an einem Stift um eine Achse 20 mit einer Winkelhebelanordnung 21 verbunden ist. Das Gestänge 18 für die Belastungsaufnahmc in Längsrichtung besitzt ein Joch zum Befestigen am Adapter 15 und ein Stift zum Verbinden mit dem Adapter zum Bewegen um die Achse 19. Die Winkelhebelanordnung 21 enthält zwei parallele Platten, zwischen denen das Ende des Gestänges 18 drehbar gelagert ist. Die Winkelhebelan-Ordnung 21 ist mit einem Stift 22 zur Bewegung um die Achse dieses Stiftes an einem Bock 23 drehbar gelagert, der wiederum an einer Grundplatte 24 befestigt ist. Die Grundplatte 24 kann als Teil des llauptgestells der Belastungseinrichtung angesehen werden und wird beispielsweise im Fußboden oder einem anderen Gebäudeteil zum Verankern.

   Die Longitudinalbclaslung verläuft, wie bei 25 gezeigt, entlang dem Gestänge 18. In jeder Bewcgungs-