DE2217536B1

DE2217536B1 - Anordnung zur Regelung einer dyna mischen Prufanlage, insbesondere fur eine hydraulisch angetriebene

Info

Publication number: DE2217536B1
Application number: DE2217536A
Authority: DE
Inventors: Rolf Dipl.-Ing. 6100 Darmstadt Ross
Original assignee: Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1972-04-12
Filing date: 1972-04-12
Publication date: 1973-10-11
Also published as: NL7206980A; US3803906A; GB1373596A; SE371294B; DE2217536C2; FR2185252A5; JPS5519369B2; JPS4918085A

Description

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Endpunkt des Prüflings eine bestimmte Bewegung Diese Stabilisierung des Regelvorgangs kann noch

ausführt und dieser Meßwert der Regelanlage zusatz- dadurch verbessert werden, daß die Bewegungen der

lieh zugeführt wird. Masse m meßtechnisch mittels des Weggebers 12 er-

AIs Belastungseinrichtung ist in Fig. 1 ein hydrau- faßt und unter Zwischenschaltung des Meßverstärkers lischer Zylinder 1 dargestellt, der mit dem Grund- 5 13 dem Eingänge des Reglers 11 als Wegkorrekturrahmen 4 der Prüfmaschine verbunden ist. In Ab- wert Sk zugeführt wird. Bei mehreren schwingenden hängigkeit von der Stellung des elektrisch gesteuerten Massen kann von einer auch für die Eigenbewegun-Servoventils 2 wird entweder der oberen oder der gen der anderen Massen charakteristischen Masse der unteren Kammer des Zylinders 1 ein hydraulisches Wegkorrekturwegwert abgegriffen werden. Ebenso ist Druckmittel aus einer nicht dargestellten Druckmittel- io es möglich, von mehreren bzw. von allen Massen quelle, z. B. von einer hydraulischen Pumpe, zu- Wegkorrekturwerten abzugreifen und gegebenenfalls geführt. Die Kolbenstange des Zylinders 1 ist unter über Korrektureinrichtungen dem Regler 11 zuzu-Zwischenschaltung einer Kraftmeßdose 3 mit dem leiten.

Endpunkt 14 des Prüflings 5 verbunden. Der andere In Abhängigkeit von einem auftretenden Differenz-Endpunkt 15 des Prüflings 5 ist an dem Grundrah- 15 wert zwischen dem Wegistwert Si und dem Wegsollmen 4 der Prüfmaschine 4 befestigt. Der Prüfling 5 wert Ss, gegebenenfalls unter Berücksichtigung des soll mindestens aus den Federnd und el und der WegkorrekturwertsSk bildet der Regler 11 einen Masse m sowie dem Dämpfer d bestehen, wie sym- Steuerwert Y, der dem Servoventil 2 zugeleitet wird bolisch angedeutet ist. Die Masse m kann infolge und dieses entsprechend steuert,
ihrer Abstützung auf beiden Seiten über die Federn 20 F i g. 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Er- c\ und c 2 Eigenschwingungen ausführen, deren findung, bei der das zweite Ende des Prüflings 5 nicht Resonanz sich in bekannter Weise aus den Feder- ortsfest angeordnet ist. Diesem Ende des Prüflings 5 konstanten und der Masse errechnen läßt. Die Kraft- wird eine vorgegebene Bewegung aufgezwungen. In meßdose 3 kann auch zwischen dem Endpunkt 15 dem Ausführungsbeispiel ist der Endpunkt 15 an des Prüflings 5 und dem Grundrahmen 4 angeordnet 25 dem Bauteil 19 befestigt, das an den Gleitbahnen 20 sein. in vertikaler Richtung geführt wird. Statt der gewähl-

Die von dem Kolben auf den Prüfling 5 ausgeübte ten vertikalen Richtung der Gleitbahnen 20 kann Kraft wird von der Kraftmeßdose 3 meßtechnisch auch jede beliebige andere Richtung entsprechend erfaßt und als Kraftistwert Fi unter Zwischenschal- den Prüfbedingungen gewählt werden. Der Endpunkt tung des Meßverstärkers 6 über die Leitung 16 der 30 15 ist in diesem Falle mit der Wegmeßeinrichtung 12 Vergleichseinheit 7, z. B. einem Differenzverstärker, verbunden, so daß ein der Bewegung des Endpunkts zugeführt, und zwar über den Eingang b. An den 15 entsprechender Wegkorrekturwert Sk über den Eingang α der Vergleichseinheit 7 ist der Kraftsoll- Meßverstärker 13 dem Regler 11 über seinen Einwert Fs angeschaltet, der über die Buchse 18 von gang c zugeführt wird. Das Führungsbauteil 19 ist einem nicht dargestellten Programmautomaten 35 über die Schubstange 21 mit dem Kurbelarm 22 verod. dgl. vorgegeben wird. Eine zwischen den beiden bunden, der in dem Drehlager 23, das an dem Grund-Werten Fs und Fi auftretende Differenz wird als rahmen 4 befestigt ist, drehbar gelagert ist. Wird die-Differenzwert DW dem Regler 8 zugeführt, in dem sem Kurbelarm eine gleichförmige Drehbewegung der Differenzwert integriert wird, so daß auch bei aufgezwungen, so führt der Endpunkt 15 eine sinus-Gleichheit der Werte Fs und Fi am Ausgang des 4° förmige Bewegung aus. Statt des dargestellten Kurbel-Reglers 8 ein Wert anstehen kann, der als Wegsoll- antriebs kann jeder beliebige Antrieb verwendet werwertSs über die Leitung 17 dem Eingang b des Reg- den. Es ist ohne weiteres möglich, an dieser Stelle lers 11 zugeleitet wird. Dem Regler 11 wird außer- einen zweiten hydraulisch gesteuerten Zylinder zu dem über seinen Eingang α der Wegistwert Si der verwenden.

Kolbenstange zugeführt, der mittels der Wegmeß- 45 Zusätzlich zu dem Wegkorrekturwert Sk der Auseinrichtung 9 ermittelt wird. Zwischen der Wegmeß- führungsbeispiele gemäß den F i g. 1 und 2 kann auch einrichtung 9 und der Regeleinrichtung 11 ist noch ein Kraftkorrekturwert Fk der Regeleinrichtung zuder Meßverstärker 10 eingeschaltet. geführt werden. Dieser Kraftkorrekturwert wird mit-

Sowohl in dem Meßverstärker 10 als auch in der tels einer zusätzlichen Kraftmeßdose meßtechnisch

Regeleinrichtung 11 kann der geometrische Aufbau 50 erfaßt, die in dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1

des Prüflings 5 derart berücksichtigt werden, daß zwischen dem Endpunkt 15 und dem Grundrahmen 4

Eigenschwingungen zwar den Kraftistwert Fi ver- und bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 zwi-

ändern und somit einen Differenzwert DW hervor- sehen dem Endpunkt 15 und dem Führungsbauteil 19

rufen, aber infolge der Einschaltung des inneren angeordnet ist. Dieser Kraftkorrekturwert Fk wird

Regelkreises nicht in dem Umfang der aufgetretenen 55 einem dritten Eingang der Vergleichseinrichtung 7

Differenz wirksam werden können, da der innere zugeführt.

Regelkreis auf Störkräfte nicht merklich reagiert. Weiterhin sei darauf hingewiesen, daß in den

Funktionsstörungen, die bei der bisher bekannten Figuren ein Ausführungsbeispiel dargestellt wurde, direkten Kraftregelung infolge der durch die Eigen- bei dem der innere Regelkreis, bestehend aus der schwingungen des Prüflings bedingten Anzeige des 60 Wegmeßeinrichtung 9, dem Meßverstärker 10, dem Kraftistwertes Fi hervorgerufen wurde, werden jetzt Regler 11 und dem Servoventil 2 mit dem hydraulivermieden. Besonders bei der Prüfung von Kraftfahr- sehen Zylinder 1 weggeregelt ist, während der äußere zeugachsen wirkt sich die vorliegende Erfindung vor- Regelkreis, bestehend aus der Kraftmeßdose 3, dem teilhaft aus. In dem inneren weggeregelten Kreis Meßverstärker 6, der Vergleichseinrichtung 7, mit können die konstruktiven Merkmale verschiedene 65 dem integrierenden Regler 8 und dem Regler 11 so-Achskonstruktionen regelungstechnisch aufgefangen wie dem Servoventil 2 und dem Zylinder 1 kraftwerden, so daß sie sich im äußeren kraftgeregelten geregelt ist. Statt dessen ist auch eine Umkehr derart Kreis nicht mehr auswirken. möglich, daß der äußere Regelkreis weggeregelt und

der innere Kreis kraftgeregelt ist. Welcher Regelungsart der Vorzug zu geben ist, hängt im wesentlichen von dem Prüfprogramm ab. Weiterhin sei noch darauf hingewiesen, daß in besonderen Fällen auch ein Wert zweimal geregelt werden kann. Wenn beispielsweise das Prüfprogramm als Wegsollwert vorgegeben ist, kann dieser über die Buchse 18 der Vergleichseinrichtung? als Wegsollwert Ss zugeleitet werden, während der Wegistwert 5/ sowohl dem Eingang b der Vergleichseinrichtung 7, als auch dem Eingang a des Reglers 11 zugeführt wird. Durch diese Zweifachregelung werden bei weggeregelten Prüfprogrammen Überregelungen u. dgl. Funktionsstörungen mit Sicherheit vermieden.

Weiterhin sei noch darauf hingewiesen, daß im allgemeinen die Vergleichseinrichtung 7 und der integrierende Regler8 zu einer Baueinheit zusammengefaßt werden können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 führen kann. Dies ist z. B. bei Prüflingen der Fall, Patentansprüche: die als Federmassensysteme bezeichnet werden können, wie z. B. bei Kraftfahrzeugachsen bzw. Kraft-

1. Anordnung zur Regelung einer dynamischen fahrzeugfahrwerken oder anderen komplexen Bau-Prüfanlage, insbesondere für eine servohydrau- 5 teilen aus dem Leichtbau. Wenn eine Anlage für die lisch angetriebene, bestehend aus einem Kraft- dynamische Prüfung von Fahrzeugachsen so ein- bzw. Wegaufnehmer mit Meßverstärker, einem gestellt ist, daß keine Funktionsstörungen mehr aufRegler und dem Antrieb für eine Belastungsein- treten, so treten schon nach einer an sich geringrichtung, wobei das in Form von Kraft- bzw. fügigen Änderung der Achsenkonstruktion, wie sie Wegsollwerten vorgegebene Prüfprogramm dem io bei der Entwicklung neuer Fahrwerkkonzeptionen Regler gleichzeitig mit dem Istwert (Kraftist bzw. üblich sind, um die besten Fahreigenschaften zu er-Wegist) als Sollwert eingegeben wird und in Ab- reichen, wieder Funktionsstörungen in der Prüfanordhängigkeit von einem Differenzwert zwischen Soll nung auf, die Entwicklungsarbeiten an neuen Fahr- und Ist der Antrieb nachgeregelt wird, g e k e η η - werken erheblich stören können.

zeichnet durch einen Regelkreis, bestehend 15 Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Regelaus einem Meßwertaufnehmer (9 bzw. 3) mit zu- anordnung zu schaffen, bei der die störenden Einwirgehörigem Meßverstärker (10 tür Weg bzw. 6 für kungen des Prüflings infolge Eigenschwingungen Kraft) und einer Regeleinrichtung (11), an deren verhindert werden.

Sollwerteingang (Ss) eine weitere Einrichtung, Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch bestehend aus Meßwertaufnehmer (3 bzw. 9), 20 einen Regelkreis, bestehend aus einem Meßwertauf-Meßverstärker (6 für Kraft bzw. 10 für Weg), nehmer mit zugehörigem Meßverstärker (Weg bzw. Vergleichseinrichtung (7) und integrierendem Kraft) und einer Regeleinrichtung, an deren Sollwert-Regler (RI 8), angeschlossen ist. eingang eine weitere Einrichtung, bestehend aus

2. Anordnung nach Anspruch 1 für eine Prüf- Meßwertaufnehmer, Meßverstärker (Kraft bzw. Weg), anlage, bei der ein aus Massen und Federelemen- 25 Vergleichseinrichtung und integrierendem Regler, ten bestehender Prüfling geprüft werden soll, da- angeschlossen ist.

durch gekennzeichnet, daß der Wegistwert der Durch diese Zweifachregelung über einen »äuße-

Masse (m) der zweiten Regeleinrichtung (11) als ren« Regelkreis in Kraftregelung und einen »inneren«

zusätzlicher Meßwert (Wegkorrekturwert Sk) zu- Regelkreis in Wegregelung wird erreicht, daß in dem

geführt wird. 3° inneren weggeregelten Kreis die konstruktiven Merk-

3. Anordnung nach Anspruch 1 für eine male verschiedener Konstruktionen', insbesondere das Prüfanlage, bei dem ein nicht mit der Belastungs- Eigenschwingverhalten der Prüflinge, z. B. vereinrichtung verbundener zweiter Endpunkt des schiedene Fahrwerkskonstruktionen regelungstech-Prüflings eine bestimmte vorgebbare Bewegung nisch aufgefangen werden können, so daß sie sich im ausführt, dadurch gekennzeichnet, daß der Weg 35 äußeren kraftgeregelten Kreis nicht mehr auswirken des zweiten Endpunkts (15) der zweiten Regel- können. Bei dieser erfindungsgemäßen Regelung wird einrichtung (11) als zusätzlicher Meßwert (Weg- außerdem noch der Vorteil erreicht, daß der innere korrekturwert Sk) zugeführt wird. und der äußere Regelkreis unabhängig voneinander

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2 oder 3, und nacheinander eingestellt werden können, so daß dadurch gekennzeichnet, daß die auf den zweiten 40 die Einstellung der Prüfanlage auf einen neuen Prüf-Endpunkt (15) des Prüflings (5) ausgeübte Kraft ling wesentlich vereinfacht und abgekürzt wird,
als zusätzlicher Meßwert (Kraftkorrekturwert Fk) Nach weiteren Merkmalen der Erfindung ist es für der ersten Regeleinrichtung (7) zugeführt wird. eine Prüfanlage, bei der ein aus Massen und Feder-

5. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch ge- elementen bestehender Prüfling geprüft werden soll, kennzeichnet, daß der ersten Regeleinrichtung als 45 besonders vorteilhaft, wenn z. B. der Weg der Masse Sollwert ein Wegsollwert zugeführt wird und der der zweiten Regeleinrichtung als zusätzlicher Meß-Wegistwert sowohl der ersten Regeleinrichtung wert zugeführt wird.

(7) als auch der zweiten (11) zugeleitet wird. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird

bei einer Prüfanlage, bei der einem nicht mit der

50 Belastungseinrichtung verbundenen zweiten Endpunkt des Prüflings eine bestimmte vorgebbare Bewegung aufgezwungen wird, diese Bewegung dadurch

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur berücksichtigt, daß der Weg des zweiten Endpunkts Regelung einer dynamischen Prüfanlage, insbeson- der zweiten Regeleinrichtung als zusätzlicher Meßdere für eine servohydraulisch angetriebene, be- 55 wert zugeführt wird. Statt den Weg des zweiten Endstehend aus einem Kraft- bzw. Wegaufnehmer mit punkts als zusätzlichen Meßwert der zweiten Regel-Meßverstärker, einem Regler und dem Antrieb für einrichtung zuzuführen, kann entweder allein oder in die Belastungseinrichtung, wobei das in Form von Kombination mit diesem Meßwert die auf den zwei-Kraft- bzw. Wegsollwerten vorgegebene Prüfpro- ten Endpunkt des Prüfkörpers ausgeübte Kraft als gramm dem Regler gleichzeitig mit dem gemessenen 60 zusätzlicher Meßwert der ersten Regeleinrichtung Istwert (Kraftist bzw. Wegist) eingegeben wird und zugeführt werden.

in Abhängigkeit von einem Differenzwert zwischen Die Zeichnungen zeigen schematische Ausfüh-

SoIl und Ist der Antrieb nachgeregelt wird. rungsbeispiele der Erfindung.

Bei derartigen Prüfanlagen, bei denen die auf den F i g. 1 zeigt eine Regelanordnung gemäß der ErPrüfling, z. B. einen Prüfkörper oder die zu prüfende 65 findung, bei der der Weg der bewegten Masse m des Baueinheit, ausgeübte Kraft direkt geregelt wird, tre- Prüflings als zusätzlicher Meßwert der Regelanlage ten Funktionsstörungen im Prüfablauf in der Regel zugeführt wird und
dann auf, wenn der Prüfling Eigenschwingungen aus- F i g. 2 eine andere Anordnung, bei der der zweite