DE2755793C2

DE2755793C2 - Gerät zum Prüfen von Federn, insbesondere von Gummifedern

Info

Publication number: DE2755793C2
Application number: DE19772755793
Authority: DE
Inventors: Reinhold 8011 Kirchseeon Ficht
Original assignee: Zweiweg-Fahrzeug-Gmbh & Co Vertriebs-Kg 8200 Rosenheim De
Current assignee: Zweiweg-Fahrzeug-Gmbh & Co Vertriebs-Kg 8200 Rosenheim De
Priority date: 1977-12-14
Filing date: 1977-12-14
Publication date: 1982-05-27
Also published as: DE2755793A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Gerät zum Prüfen von Federn, insbesondere von Gummifedern mit einem mit einer Druckmeßvorrichtung verbundenen festen und einem der Krafteinleitung dienenden beweglichen Lager, zwischen denen sich der Prüfling befindet.

Mit solchen, z. B. aus der DE-OS 26 06 888 bekannten Prüfgerät werden zu prüfende Federn um eine voreinstellbare Länge zusammengedrückt und in dieser zusammengedrückten Stellung die von der Feder ausgeübte Kraft mittels der Druckmeßvorrichtung gemessen.

Auf diese Weise werden Federkennlinien, dargestellt durch Federwege als Funktion der Kraft, ermittelt, anhand derer die geprüften Federn für den jeweiligen Verwendungszweck ausgewählt werden können.

Sind Federn zu prüfen, deren Krafteinleitungsflächen zwar parallel zueinander liegen, jedoch zur Waagerechten oder Senkrechten um einen vorgegebenen Anstellwinkel geneigt sind, wie dies insbesondere bei sog. Gummifedern der Fall ist, welche als Feder- und Dämpfungselemente im Fahrzeugbau Verwendung finden, so müssen besondere Vorkehrungen getroffen werden, um eine senkrechte Kraftein- und Überleitung zwischen Feder und Lager zu erreichen. Hierdurch wird das Meßergebnis verfälscht. Da es sich hierbei in der Regel um Keile als Kraftübertragungsglieder handelt, tritt nicht nur die um den durch den Keilwinke! des Keilgliedes gegebenen Übertragungswinkel verursachte Veränderung des Meßergebnisses, sondern infolge der mit zunehmendem Federweg sich vergrößernden Reibung auch eine starke Verfälschung der Meßergebnisse ein. Dies gilt insbesondere für sog. Megifedern, die der Abfederung der Laufachsen von Drehgestellen von Schienenfahrzeugen dienen. Wie die Erfahrung gezeigt hat, ist die Lebensdauer solcher Megifedern stark

ίο unterschiedlich, so daß sie in vorbestimmten Zeitabständen auf ihre Funktionstüchtigkeit überprüft werden müssen. Da sie ferner jeweils paarweise in den Drehgestellen angeordnet sind, zur Erzielung einer möglichst großen Achsparallelität stets Paare gleicher

'S Federcharakteristik anzuwenden sind, werden an Messungen solcher Federn besonders hohe Anforderungen gestellt Schließlich wirkt sich erschwerend aus, daß auch die Außenabmessungen solcher Federn unterschiedlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neues Gerät zum Prüfen von Federn, insbesondere von Gummifedern, deren Krafteinleitungsflächen einen Anstellwinkel aufweisen, zu schaffen und dessen den Prüfling haltende Aufnahme einfach und als Schubgelenk so auszubilden, daß ohne Veränderung der Anlenkteile des Prüflings die Federkraft als Funktion der Federwege trotz des Anstellwinkels :n ihrer wahren Größe erfaßbar ist.

Ausgehend von einem Federprüfgerät der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zur Aufnahme von Federn, deren Krafteinleitungsflächen einen Anstellwinkel aufweisen, ein eine den Prüfling haltende Aufnahme aufweisendes drittes Lager vorgesehen ist, das gegenüber dem Festlager ebenfalls beweglich ist, daß die zweite den Prüfling haltende, das bewegliche Lager bildende Aufnahme Teil eines Schubgelenks ist und daß beide Aufnahmen um den gleichen Anstellwinkel geneigt sind, um den auch die Krafteinleitungsflächen des Prüflings geneigt sind.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die erfindungsgemäße Ausbildung des Federprüfgerätes weist eine Reihe von Vorteilen auf.

Durch die Aufnahme des Prüflings zwischen zwei beweglichen Lagern, nämlich zwischen einem Schubgelenk und einem Pendellager, werden das Meßergebnis verfälschende Ungenauigkeiten der Aufnahmeorgane selbsttätig ausgeglichen, da sich das als Pendellager ausgebildete Widerlager bei der Krafteinleitung über das Schubgelenk bewegen kann, so daß die in den Federkörper annähernd senkrecht zur Krafteinleitungsfläche eingeleitete Kraftkomponente voll auf die Kraftmeßeinrichtung einwirken kann, ohne daß Teilkomponenten über die Lagerung — sozusagen im Nebenschluß — in das Maschinenbett eingeleitet werden. Da ferner eine Aufnahme des Prüfling formschlüssig, die andere Aufnahme aber nur kraftschlüssig in seiner Lage hält, sind die tatsächlich im Einsatz der zu prüfenden Feder vorhandenen Verhältnisse vollständig nachgebildet, so daß auch durch die Art der Aufnahme keine Verfälschungen des Meßergebnisses eintreten können. Da die formschlüssige Aufnahme auswechselbar gestaltet ist, läßt sich das Meßgerät leicht an andere Abmessungen der Prüflinge anpassen. Der die formschlüssige Aufnahme tragende Schlitten ist nach Lösen der kraftübertragenden Stoßstange vollständig aus dem Bereich des Pendellagers schiebbar, so daß die

Prüflinge leicht in die Aufnahme gelegt und aus dieser herausgenommen werden können. Schließlich werden keine zusätzlichen Schraub- oder Klemmverbindungen benötigt, um den Prüfling mit der Aufnahme zu verbinden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht eines Federprüfgerätes gemäß der Erfindung,

F i g. 2 eine Ansicht von hinten auf das Federprüfgerät gemäß F i g. 1 und

Fig.3 eine perspektivische Darstellung eines Prüflings.

Auf einem langgestreckten, im Querschnitt etwa quadratischen Maschinenbett 4 ist an dem in bezug auf F i g. 1 rechten Ende ein Druckzylinder 5 mit Hilfe zweiter Lagerböcke 6 und 7 unverrückbar befestigt, dessen Kolbenstange 8 eine Befestigungslasche 9 trägt Mittels eines Steckstiftes 10, der eir.jn Knebel 11 aufweist, ist an die Kolbenstange eine Stoßstange 12 lösbar angelenkt, die mit ihrem anderen Ende an einer Lasche 14 eines Schlittens 15 angelenkt ist, der in einer auf dem Maschinenbett angeordneten Führung 16 mittels im rechten Winkel zueinander angeordneten Walzenlagern 17 (vgl. Fig.2) hin- und herbeweglich gelagert ist Die Führung 16 und der Schlitten 15 bilden also ein vom Druckzylinder 5 antreibbares Schubgelenk.

Der Schlitten 15 weist eine auswechselbare Aufnahme 18 für einen Prüfling 19 auf, die gegenüber der durch die Führung 16 verkörperten Waagerechten um den Anstellwinkel λ geneigt ist. Die Aussparung dieser Aufnahme entspricht jeweils der Größe des zu messenden Prüflings und umfaßt dessen Krafteinleitungsfläche 44 beidseitig, so daß der Prüfling in dieser Aufnahme unverrückbar gelagert ist.

Ein den Schlitten umfassender U-förmiger Bügel 20 ist unterhalb des Schlittens 15 im Maschinenbett 4 um eine senkrecht zur Zeichenebene liegende Achse schwenkbar gelagert, die als das Maschinenbett quer durchsetzender Exzenter 21 ausgebildet ist. Über einen Handgriff 22 läßt sich der Exzenter und damit der Bügel 20 in bezug auf den Schlitten in der Höhe geringfügig verstellen. Mit dem Steg 24 des Bügels 20 ist ein Widerlager 25 fest verbunden, das eine ein kraftschlüssiges Lager bildende Aufnahme 18a für den Prüfling 19 aufweist und in gleicher Weise wie die Aufnahme 18 um den gleichen Anstellwinkel λ geneigt ist. Beide Aufnahmen 18 und 18a weisen den gleicher Querschnitt auf und verlaufen parallel zueinander, wie dies in F i g. 1 und 2 zu entnehmen ist. Die mit dem Bügel 20 fest verbundene Aufnahme 18a weist ferner an dem dem Schlitten abgewandten Ende eine Anschlagplatte 27 auf, die ein Druckstück 28 trägt, welche eine V-förmige Aufnahme 29 aufweist.

An einem am anderen Ende des Maschinenbettes 4 angeordneten Festlager 30 ist in Höhe des Druckstückes 28 eine Druckmeßvorrichtung in Form einer Kraftmeßdose 32 befestigt, die eine der Krafteinleitung dienende Kugel 33 trägt, welche sich während eines Meßvorgangs in der V-förmigen Aufnahme 29 der festen Aufnahme 18a abstützt An dem Festlager 30 ist ferner ein Blattschreiber 34 bekannter Bauart angeordnet, durch den die von der Kraftmeßdose aufgenommenen Kräfte aufgezeichnet werden.

Am Maschinenbett 4 sind ferner ein einstellbarer Anschlag 36 für den Bügel 20 und Befestigungslaschen 38 vorgesehen, mittels denen das Maschinenbett mit dem Untergrund fest verbunden werden kann.

Als Prüflinge 19 werden hier in F i g. 3 dargestellte Megi-Federn verwendet, die paarweise angeordnet der Abstützung der Lauf achsen eines Eisenbahn-Drehgestelle·: dienen. Entsprechend der Form der Krafteinleitungsflächen dieser Megi-Federn weisen daher die einander gegenüberliegenden Aufnahmen 18 und 18a eine etwa dachförmige Ausbildung auf, d. h. die einander gegenüberliegenden Aufnahmerechen 40a und 40b bzw.

ίο 41a und 41ö verlaufen parallel zueinander und schließen jeweils den gleichen Winkel ein, vgl. auch Fig.2. Mit den Aufnahmen 18 und 18a wirken daher die zwei dachförmig geneigten, aus Metall bestehenden Krafteinleitungsflächen 44 und 45 zusammen, die an den

! 5 gegeneinander verschobenen kraftaufnehmenden Stirnflächen der Gummifeder 46, z. B. durch Vulkanisierung, befestigt sind. Die Größe des Anstellwinkels α entspricht der Größe des Anstellwinkels, unter dem die Megi-Federn im hier nicht dargestellten Drehgestell geneigt eingebaut sind. Im Hinblick auf die großen zu übertragenden Kräfte und Momente ist die gesamte Anordnung relativ schwer und groß ausgebildet, beispielsweise betragen die Außenabmessungeri des vorstehend beschriebenen Prüfgerätes ca.

1600 χ 700 χ 500 cm.

Die Wirkungsweise des beschriebenen Prüfgerätes ist folgende:

Nach Lösen des Steckstiftes 10 ist die Stoßstange 12 in die strichpunktierte Stellung 12a ausschwenkbar, so

3u daß der Schlitten 15 mit seiner Aufnahme 18 in bezug auf F i g. 1 nach links verschiebbar ist. Der Prüfling kann nun ohne jede Behinderung durch den Bügel 20 mit seiner unteren Krafteinleitungsfläche 44 in die Aufnahme 18 gelegt werden. Der Schlitten mit dem Prüfling ist dann wieder in die gezeichnete Stellung zurückzubewegen, so daß seine obere Krafteinleitungsplatte 45 in der oberen Aufnahme 18a an der Anschlagplatte 27 zur Anlage gelangt. Etwaige Höhendifferenzen zwischen dem Prüfling und der oberen Aufnahme lassen sich durch Bewegen des Exzenters 21 über den Handgriff 22 ausgleichen, durch den der Bügel 20 um kleine Beträge auf-und abbeweglich ist. Der Prüfling 19 ist also formschlüssig zwischen beiden Aufnahmen einspannbar. Die Stoßstange 12 ist dann in ihre ausgezeichnete Lage zurückzuschwenken und mittels des Steckstiftes mit der Kolbenstange 8 zu verbinden. Nunmehr kann die Krafteinleitung durch Zufuhr von Druckmittel in den Druckzylinder erfolgen und damit die gewünschte Prüfung durchgeführt werden. Die vom Blattschreiber

do 34 aufgezeichneten Kennlinien werden jeweils mit empirisch ermittelten Sollwerten verglichen und aufgrund festgestellter Abweichungen gemessene Prüflinge ausgeschieden oder aber der bestimmungsgemäßen Verwendung zugeführt.

Durch die Aufnahme des Prüflings zwischen zwei beweglichen Lagern, nämlich zwischen einem Schubgelenk und einem Pendellager, werden das Meßergebnis verfälschende Ungenauigkeiten der Aufnahmeorgane selbsttätig ausgeglichen, da sich das als Pendellager ausgebildete Widerlager bei der Krafteinleitung über das Schubgelenk bewegen kann, so daß die in den Federkörper annähernd senkrecht zur Krafteinleitungsfläche eingeleitete Kraftkomponente voll auf die Kraftmeßeinrichtung einwirken kann, ohne daß Teilkomponenten über die Lagerung — sozusagen im Nebenschluß — in das Maschinenbett eingeleitet werden. Da ferner eine Aufnahme den Prüfling formschlüssig, die andere Aufnahme aber nur kraft-·

schlüssig in seiner Lage hält, sind die tatsächlich im Einsatz der zu prüfenden Feder vorhandenen Verhältnisse vollständig nachgebildet, so daß auch durch die Art der Aufnahme keine Verfälschungen des Meßergebnisses eintreten können.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Gerät zum Prüfen von Federn, insbesondere von Gummifedern mit einem mit einer Druckmeßvorrichtung verbundenen festen und einem der Krafteinleitung dienenden beweglichen Lager, zwischen denen sich der Prüfling befindet, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme von Federn, deren Krafteinleitungsflächen (44, 45) einen Anstellwinkel (<x) aufweisen, ein eine den Prüfling (19) haltende Aufnahme (iSa) aufweisendes drittes Lager (20,24,25) vorgesehen ist, das gegenüber dem Festlager (30) ebenfalls beweglich ist, daß die zweite den Prüfling haltende, das bewegliche Lager bildende Aufnahme (18) Teil eines Schubgelenks (15, 16) ist und daß beide Aufnahmen um den gleichen Anstellwinkel («) geneigt sind, um den auch die Krafteinleitungsflächen (44,45) des Prüflings geneigt sind.

2. Federprüfgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schubgelenk (15, 16) ein in einer vom Maschinenbett gehaltenen Führung (16) hin- und herbeweglich gelagerter Schlitten (15) ist.

3. Federprüfgerät nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Aufnahme (18a,} an dem Steg (24) eines Bügels (20) angeordnet ist, der in dem die Führung (16) für den Schlitten (15) tragenden Maschinenbett (4) um eine dieses quer durchsetzende Achse (21) schwenkbar gelagert ist.

4. Federprüfge.-ät nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bügel (20) auf einem verstellbaren Exzenter (Achse 21) gelagert ist.

5. Federprüfgerät nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, d?ß der Prüfling (19) in der einen Aufnahme (18) formschlüssig und in der anderen Aufnahme (ilia) kraftschlüssig gehalten ist, und daß die den Prüfling formschlüssig haltende Aufnahme auswechselbar ist.