DE2362559C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen der Dauerfestigkeit von Rotationskörpern, insbesondere Scheibenrädern - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen der Dauerfestigkeit von Rotationskörpern, insbesondere ScheibenrädernInfo
- Publication number
- DE2362559C2 DE2362559C2 DE19732362559 DE2362559A DE2362559C2 DE 2362559 C2 DE2362559 C2 DE 2362559C2 DE 19732362559 DE19732362559 DE 19732362559 DE 2362559 A DE2362559 A DE 2362559A DE 2362559 C2 DE2362559 C2 DE 2362559C2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- exciter
- weights
- rod
- rotating body
- head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Prüfen der Dauerfestigkeit von Rotationskörpern, insbesondere
Scheibenrädern, bei dem der Rotationskörper ortsfest gehalten wird und mittels eines Erregerstabes. an wel-
!o ehern Querkräfte angreifen, eine Belastung in den Rotationskörper
eingeleitet wird sowie eine Vorrichtung zum Prüfen der Dauerfestigkeit von Rotationskörpern,
insbesondere Scheibenrädern, mit einer Einspanneinrichtung zum ortsfesten Halten des Rotationskörpers,
einem Erregerstab, der mit einem Ende mit dem Rotationskörper verbindbar ist und am anderen Ende einen
drehbaren Erregerkopf trägt, mit dem Querkräfte, welche
am Erregerstab angreifen, erzeugbar sind.
Mit dem Einsatz hochbeanspruchbarer Reifen und Fahrwerke in modernen Kraftfahrzeugen gehen hohe
Beanspruchungen des Scheibenrades, auf welchem der Reifen sitzt, einher. Aus der Sicht der Fahrwerkdynamik
und der Maierialkosien wird ein geringes Gewicht des Scheibenrades, aber gleichzeitig eine hohe Steifigkeit
und Belastbarkeit angestrebt. Jedoch muß bei diesen Forderungen die Betriebssicherheit die vorrangige
Stellung einnehmen.
Durch die komplizierte geometrische Gestalt des Rades und die unterschiedliche Krafteinleitung durch den
Reifen ist der Kraftschluß an den einzelnen Stellen des Scheibenrades unterschiedlich, und es treten für jeden
Punkt während des Fahrbetriebes unterschiedliche Spannungskollektive auf. Da die mathematische Berechnung
der Belastungsfunktionen für die einzelnen Systempunkte nahezu unmöglich ist und die richtige
Wahl der Parameter Schwierigkeiten bereitei, ist eine
mathematische Berechnung des Scheibenrades nahezu unmöglich. Pie Gestaltung des Scheibenrades wird daher
unter Berücksichtigung der Betriebsbedingungen auf der Prüfmaschine ermittelt. Da die Beanspruchung
periodisch verläuft, erfolgt die Prüfung im Dauerschwingversuch unter Zuhilfenahme von Umlaufbicgungen.
Es sind hierzu bereits Scheibenrad-Prüfmaschinen bekanntgeworden (deutsches Patent 10 00 168), bei denen
eine Kraft oder ein Gewicht eine statische Last erzeugt und das Scheibenrad zusammen mit der Biegewclle
umläuft. Bei der bekannten Vorrichtung wird über einen Lastarm, an welchem ein Gewicht befestigt
ist und der zusammen mit dem Scheibenrad umläuft, dem Scheibenrad die IJmlaufbiegung aufgeprägt.
Aus der deutschen Auslegeschrift 10 63 403 sind des weiteren ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs
genannten Art bekannt. Das zu prüfende Schcibenrad ist hierbei ortsfest angeordnet und mit einem
ebenfalls stillstehenden Erregerstab verbunden. Die Belastung wird durch eine umlaufende Unwuchtflichkraft
hervorgerufen. Diese bekannte Dauerfestigkeitsprüfmaschine arbeitet somit nach dem Prinzip der Unwuchtfliehkraflcrzeugung.
Bei der Vorrichtung in der deutschen Patentschrift 10 00 168 kann keine laufende Beobachtung des zu untersuchenden
Scheibenrades durchgeführt werden, so daß man den Rißbeginn und den weiteren Rißverlauf
kaum oder überhaupt nicht feststellen kann. Außerdem ist bei dieser Vorrichtung eine größere Antriebsenergie
erforderlich, da das Scheibenrad und der Aufspannflansch zusammen mit dem Erregerstab mitrotieren
müssen.
Bei der Dauerfesiigkeitsprüfmaschine nach der deutschen
Auslegeschrift 10 63 403 kann zwar eine laufende Beobachtung durchgeführt werden und auch die Antriebsenergie
ist verhältnismäßig gering. Es erfolgt jedoch außer der Biegebelastung eine zwangläufig vorhandene
zusätzliche Radialkraftbelastung, die sich nicht vermeiden läßt und die so groß sein kann, daß das gesamte
Meßergebnis verfälscht wird.
Bei einem vorgegebenen bzw. gewünschten Prüfmoment hängt die aufzubringende Kraft von der Länge
des Erregerstabes ab. Da dieser aber nicht beliebig lang ausgeführt werden kann, bedingt durch Eigenfrequenzen
des Erregerstabes und konstruktive Überlegungen, kann die Prüfkraft Werte erreichen, die denen im Fahrbetrieb
unähnlich sind, so daß durch ih.e Größe die Bruchlastspielzahl des Scheibenrades entscheidend herabgesetzt
werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, bei einem Verfahren und einer Vorrichtung /um Prüfen der Dauerfestigkeit
von Rotationskörpern ein Prüfmoment so einzuleiten, daß die Radialkraftbelastung auf Null reduziert
werden kann, so daß ausschließlich nur Biegemomente auftreten und keine oder in ihrer Größe einstellbare
Radialkräftc miteingeleitet werden können.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst,
daß eine Biegemomentbclastung durch gleichgroße, entgegengesetzte und in unterschiedlichen Abständen
zur Einspannfläche des Rotationskörpers am Erregerstab angreifende Querkraftc hervorgerufen wird.
Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
zur Erzeugung der am Erregerstab angreifenden Querkräfte der Erregerkopf umlaufende Gewichte aufweist,
die in zur Einspannfläche des Rotationskörpers unterschiedliche Abstände aufweisenden Ebenen umlaufen.
Mit Hilfe der Erfindung ist es möglich, die Beanspruchung des Scheibenrades auf ein Umlaufbiegemoment
zu reduzieren. Nach den theoretischen Überlegungen ist es ausreichend, wenn man zur Grundlage der Prüfmethode
des Scheibenrades die Beanspruchung des Scheibenrades auf ein Umlaufbiegemoment reduziert.
Natürlich besieht auch die Möglichkeit, durch Verstellen der Gewichte von einem radiallastfreicn zu einem
radiallastbeaufschlagten Scheibenrad bei der Prüfung zu gelangen.
Zur Erzeugung der Querkräfte kann ein Kräftepaar am Erregerstab der Prüfmaschine angreifen. Die von
dem Kräftepaar hervorgerufenen Querkräfte können hierbei gegeneinander um 180° versetzt werden, so daß
eine radiallastfreic Momcnteneinleitung ermöglicht wird. Auch besteht bei der Erfindung die Möglichkeit
einer Verstellung des Kräftepaarcs derart, daß man kontinuierlich von einem radiallastfreicn zu einem radiallastbeaufschlagten
Scheibenrad gelangen kann.
Die Abstände der Gewichte von der Rotationsachse des Erregerkopfcs und der gegenseitige Winkclveisatz
der Gewichte können verstellbar sein. Die Gewichte können durch elastische Kupplungen od. dgl. niitcinander
verbunden sein, um eine möglichst geringe gegenseitige Beeinflussung der Fliehkräfte der Gewichte zuzulassen.
In bevorzugter Weise sind am Erregerkopf zwei Gewichte vorgesehen. Die Gewichte können hierbei
im Winkel zueinander verstellt werden, so daß bei einem Winkclvcrsatz von 180° der beiden Gewichic
eine radiallastfreic Momenteneinleitung erzielt wird und hei übereinstimmender Winkelstellung eine maximale
Querkraft erzielt wird. Der Antrieb des Erregerkopfes
kann über biegeelastische Mittel durch einen Motor erfolgen.
Das über den Erregerstab in das Scheibenrad eingeleitete Biegemoment kann mit Hilfe von Dehnungsmeßstreifen,
die am Erregerstab vorzugsweise in dessen oberer Hälfte angebracht sind, gemessen und an
einer Meßelektronik angezeigt werden. Auch kann in vorteilhafter Weise die Drehzahl der umlaufenden Gewichte
in Abhängigkeit von der Auslenkung des Erregerstabes steuerbar sein. Man kann hierdurch eine
Konstanthaltung des aufgebrachten Biegemomentes erreichen.
An Hand der Figur soll an einem Ausführungsbeispiel die Erfindung noch näher erläutert werden. Die
Figur zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht, wobei ein Schnitt durch die Miltenachse der
Vorrichtung gelegt ist.
Ein Scheibenrad 1 ist auf einem Maschineniisch 2 eines Gesamtgehäuses 3 vorzugsweise mit Spannpratzen
4 festgespannt. Ein als Biegestab ausgebildeter Erregerstab 5, der am oberen Ende zu einem Flansch 6
ausgeschmiedet ist, ist vorzugsweise je nach Lochkreisdurchmesser über bekannte Radbolzen 7 mit dem
Scheibenrad 1 verbunden. Am anderen Ende des Biegestabes 5 ist ein Erregerkopf 8 vorgesehen. Der Erregerkopf
8 besteht aus einem oberen Teil 9 und einem unteren Teil 10, die durch vorzugsweise elastische Kupplungen
11 verbunden sind. Die elastischen Kupplungen 11 verhindern einen radialen Kraftfluß zwischen Teil 9
und 10. Die Teile 9 und 10 sind durch je ein Kugellager 12 und 13 am Biegestab 5 drehbar gelagert und weisen
je ein radial verstellbares Gewicht 14 bzw. 15 auf. Die Teile 9 und 10 mit den Gewichten 14 und 15 können
weiterhin in nicht dargestellter Weise zueinander um maximal 180" gedreht werden. Der Erregerkopf 8 kann
durch einen Motor 16 angetrieben werden. Die Verbindung zwischen Motor 16 und Erregcrkopl 8 kann durch
einen Riementrieb 17 oder ähnliche Übertragungsmittel und über eine ausziehbare Kardanwelle 18 erfolgen.
Die Kardanwelle 18 ist längenveränderlich, da die Fliehkraft eine Auslenkung des Biegestabes 5 hervorruft.
Vorzugsweise im Aufspannbereich des Scheibenrades 1 sind an dem Biegestab 5 Dehnungsmeßstreifen 19
vorgesehen, insbesondere vier, die je um 90° versetzt am Umfang angeordnet sind und deren Signale geometrisch
addiert werden, so daß immer der maximale Wert vorliegt. Diese Dehnungsmeßstreifen messen das
eingeleitete Biegemoment, und die Meßwerte werden an einer nicht dargestellten Elektronik angezeigt. Die
Eichung des Wertes erfolgt mit einer Eicheinrichtung 20 in bekannter Weise bei Stillstand dei Maschine. Eine
Verbindung 22 zwischen Eicheinrichtung 20 und Erregerkopf 8 wird nach erfolgter Einsteilung wieder gelöst.
Die Auslenkung des Biegestabes 5 wird vorzugsweise über berührungslose mechanisch-elektrische Meßwertaufnehmer
21 gemessen, wobei insbesondere zwei Aufnehmer zum Einsatz kommen, die um 90° zueinander
am Umfang versetzt sind, so daß auch eine Bahn-Kurve der Auslenkung, die beispielsweise eine Ellipse
ist, erfaßt werden kann. Die Meßwerte der Dehnungsmeßstreifen 19 und der Aufnehmer 21 werden weiterhin
einem nicht dargestellten Regelkreis zugeführt, der die Überprüfung und Regulierung des eingeleiteten
Drehmoments übernimmt.
Bei der Durchführung der Prüfung wird das Schei-
Dcnrad 1, das auf dem Maschinentisch 2 festgespannt
ist, über den Biegestab 5 mit einem Bicgcmomcnt beaufschlagt. Es wird hierbei der Motor 16 in Drehung
versetzt, und über die Kardanwelle 18 wird diese Drehbewegung auf den Erregerkopf 8 übertragen. Hei der
Drehung des Erregerkopfes 8 üben auf Grund ihrer Unwuchtfliehkrüfte die Gewichte 14 und 15 Querkräfte
auf den Bicgeslab 5 aus. Diese Querkräftc können nun gleich bemessen sein, wobei beispielsweise die Gewichte
14 und 15 gleich groß bemessen sind und der Abstand der Gewichte von der Rotationsachse des Erregcrkopfcs
gleich ist. Außerdem kann die Winkelvcrsctzung, wie in der Figur dargestellt, 180" betragen.
Man wird dann eine radialfreie Momentcncinleitung in das Scheibenrad 1 erzielen.
Die in das Scheibenrad eingeleitete Biegewechselbeanspruchung ruft nach einer gewissen Lastwcchsel/.ahl
im Material des Scheibenrades Risse hervor, die immer größer werden, bis schließlich ein Dauerbruch erfolgt.
Die Verringerung des Materialquerschnitts durch die Rißbildung bewirkt auch eine Verringerung der Steifigkeit
und somit eine Vergrößerung der Erregerkopf-Ausleglenkung, so daß bei einem bestimmten maximalen
Maß der Erregerkopf-Auslcnkung die Maschine durch Betätigung eines nicht näher dargestellten Schalters
automatisch stillgesetzt werden kann.
Um das aufgebrachte Biegemoment konstant zu halten, wird sowohl mittels der Meßwertaufnehmer 21 als
auch mittels der Dehnungsmeßstreifen 19 die Auslenkung des Biegestabes 5 und die Veränderung des Biegemoments
gemessen. In einem nicht näher dargestell-
ίο ten Regelkreis werden nun Ist- und Sollwert miteinander
verglichen, und bei einer Differenzspannung wird die Drehzahl des Errcgcrkopfcs 8 herabgesetzt, bis das
vorgeschriebene bzw. das gewünschte Biegemoment wieder erreicht ist.
Die Eichung der Elektronik, welche die Meßwerte der Dehnungsmeßstreifen 19 auswertet, berücksichtigt
den linearen Untersetzungsfaktor zwischen dem Biegemoment am Aufspannpunkt und dem Biegemoment an
der Befcstigungsstellc der Dehnungsmeßstreifen 19 sowie die geometrische und matcrialbedingtc Eigenschaft
des Erregerslabes, der Dehnungsmeßstreifen und den Übertragungsfaktor der Meßelcktronik.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (11)
1. Verfahren zum Prüfen der Dauerfestigkeit von Rotationskörpern, insbesondere Scheibenrädern,
bei dem der Rotationskörper ortsfest gehalten wird und mittels eines Erregerstabes, an welchen Querkräfte
angreifen, eine Belastung in den Rotationskörper eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Biegemomentbelastung durch gleichgroße, entgegengesetzte und in unterschiedlichen
Abständen zur Einspannfläche des Rotationskörpers (1) am Erregerstab (5) angreifende
Querkräfte hervorgerufen wird,
2. Vorrichtung zum Prüfen der Dauerfestigkeit von Rotationskörpern, insbesondere Scheibenrädern,
mit einer Einspanneinrichtung zum ortsfesten Halten des Rotationskörpers, einem Erregerstab,
der mit einem Ende mit dem Rotationskörper verbindbar ist und am anderen Ende einen drehbaren
Erregerkopf trägt, mit dem Querkräfte, welche am Erregerstab angreifen, erzeugbar sind, zur Durchführung
des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der am Erregerstab
(5) angreifenden Querkräfte der Erregerkopf (8) umlaufende Gewichte (14, 15) aufweist, die
in zur Einspannfläche des Rotationskörpers (1) unterschiedliche Abstände aufweisenden Ebenen umlaufen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstände der Gewichte (14, 15) von der Rotationsachse des Erregerkopfes (8) und
der gegenseitige Winkelversatz der Gewichte (14, 15) verstellbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichte (14, 15) durch
elastische Kupplungen (11) miteinander verbunden sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4. dadurch gekennzeichnet, daß zwei Gewichte (14,
15) am Erregerlcopf (8) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewichte so bemessen
sind, daß die Summe der von ihnen ausgehenden Kräfte Null ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehzahl der umlaufenden
Gewichte (14, 15) in Abhängigkeit von der Auslenkung des Erregerstabes (5) steuerbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß Dehnungsmeßstreifen (19) zur Messung
des Biegemoments am Erregerslab (5) vorgesehen sind.
9. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß Meßwertaufnehmer (21) zur
Erfassung des Ausschlages des Erregerstabes (5) vorgesehen sind.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertaufnehmer (21) um
90" versetzt am Umfang des Erregerstabt s (5) vorgesehen sind.
11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Regelkreis vorgesehen
ist, der die von den Dehnungsmeßstreifen (19) und den Meßwertaufnehmern (21) gelieferten Spannungen
vergleicht und bei Spannungsdifferenz die Drehzahl des Erregerkopfes (8) nachregclt, so daß
ein konstantes Biegemoment in den Rotationskörper (1) eingeleitet ist.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732362559 DE2362559C2 (de) | 1973-12-17 | Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen der Dauerfestigkeit von Rotationskörpern, insbesondere Scheibenrädern | |
GB3826474A GB1438200A (de) | 1973-12-17 | 1974-09-02 | |
US05/505,835 US3961525A (en) | 1973-12-17 | 1974-09-13 | Method of and device for resting the fatigue strength of rotors, especially disc wheels, especially those for motor vehicles |
FR7440763A FR2272383B1 (de) | 1973-12-17 | 1974-12-11 | |
JP49142994A JPS5746017B2 (de) | 1973-12-17 | 1974-12-11 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19732362559 DE2362559C2 (de) | 1973-12-17 | Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen der Dauerfestigkeit von Rotationskörpern, insbesondere Scheibenrädern |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2362559A1 DE2362559A1 (de) | 1975-06-19 |
DE2362559B1 DE2362559B1 (de) | 1975-06-19 |
DE2362559C2 true DE2362559C2 (de) | 1976-02-05 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102004004297B4 (de) | Bildgebendes Tomographie-Gerät | |
DE202005006590U1 (de) | Richt- und Stabilisierungsanlage mit einer Kraftmessvorrichtung zur Drehmomentmessung | |
DE102015103670B4 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Ausgleich einer Unwucht eines Rotors | |
EP0662794B1 (de) | Bürstenkopf für grossmanipulatoren | |
DE102004004298B4 (de) | Verfahren zur Kompensation einer Unwucht bei einem bildgebenden Tomographie-Gerät | |
DD281655A5 (de) | Verfahren und einrichtung zum feststellen und einstellen der lage von laufwerken | |
EP3254801B1 (de) | Lünette mit einer kraftmesseinrichtung | |
US3961525A (en) | Method of and device for resting the fatigue strength of rotors, especially disc wheels, especially those for motor vehicles | |
DE3716215C2 (de) | ||
DE2362559C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Prüfen der Dauerfestigkeit von Rotationskörpern, insbesondere Scheibenrädern | |
EP2067533B1 (de) | Schwingungserzeuger für ein Vibrationsrammgerät | |
DE4229593A1 (de) | Meßvorrichtung zum Messen von Kräften, die beim Aufspannen eines Rotors auf eine Antriebswelle einer Prüfmaschine entstehen | |
EP1952906B1 (de) | Richtrotor und Rotorrichter | |
DE7344582U (de) | Vorrichtung zum Prüfen der Dauerfestigkeit von Rotationskörpern, insbesondere Scheibenrädern, insbesondere für Kraftfahrzeuge | |
DE102004004300B4 (de) | Bildgebendes Tomographie-Gerät mit Auswuchtvorrichtung | |
DE1233620C2 (de) | Reifenpruefmaschine zur Messung der von einem bereiften Fahrzeugrad auf das Fahrzeug ausgeuebten Kraefte und Momente | |
DE2406602C3 (de) | Vorrichtung zur Prüfung der Dauerfestigkeit von Rotationskörpern, insbesondere Speichenrädern von Fahrzeugen | |
DE19805756C1 (de) | Vorrichtung zum Erproben eines Druckkamms | |
DE10154737C1 (de) | Vorrichtung zum Messen von Drehmomenten und der Drehrichtung in einer Antriebsanordnung | |
DE2400921C3 (de) | Vorrichtung zum Prüfen mechanisch beanspruchter, radförmiger Teile | |
DE2406602B2 (de) | Vorrichtung zur pruefung der dauerfestigkeit von rotationskoerpern, insbesondere speichenraedern von fahrzeugen | |
EP2837923B1 (de) | Unwuchtmessmaschine | |
DE102004004301A1 (de) | Bildgebendes Tomorgraphie-Gerät | |
DE4413328C2 (de) | Drehmomentmeßeinrichtung für stationäre Schrauber | |
EP4106925B1 (de) | Mahlwerk, verfahren zum betrieb |