DE4124392A1

DE4124392A1 - Umlaufbiegepruefmaschine zum einleiten eines biegemomentes in einen pruefling

Info

Publication number: DE4124392A1
Application number: DE19914124392
Authority: DE
Inventors: Matthias Dr Ing Berg; Paul Dipl Ing Gumnior; Juergen Dipl Ing Klock
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 1991-07-23
Filing date: 1991-07-23
Publication date: 1993-01-28
Anticipated expiration: 2011-07-24
Also published as: DE4124392C2

Description

Die Erfindung betrifft eine Umlaufbiegeprüfmaschine zum Einleiten eines umlaufenden Bie gemomentes in einen Prüfling gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruches.

Eine solche Umlaufbiegeprüfmaschine ist z. B. aus der DE-PS 37 16 215 oder der DE-PS 33 21 827 bekannt. Bei dieser Maschine wird das Umlaufbiegemoment durch ein rotie rendes Unwuchtgewicht erzeugt. Das Unwuchtgewicht ist an einem senkrecht verlaufen den Wellenteil angeordnet. Das eine Ende des Wellenteiles ist mit der Antriebswelle eines Elektromotors und das andere Ende fest mit dem Prüfling verbunden. Der Prüfling ist fest am Maschinengestell angeordnet. Die Einleitung eines Biegemomentes in den Prüfling erfolgt durch das Wellenteil, in welches das Umlaufbiegemoment durch das an seinem einen Ende angeordnete, rotierende Unwuchtgewicht eingeleitet wird. Die durch dieses Unwuchtgewicht entstehenden Kräfte werden in das Maschinengestell bzw. Fundament eingeleitet. Dadurch werden Maschinenschwingungen hervorgerufen, die den Betriebsbe reich solcher Prüfmaschinen erheblich einschränken. Dies ist nachteilig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Umlaufbiegeprüfmaschine so auszugestalten, daß die bei der Erzeugung der Umlaufbiegebeanspruchung entstehenden Unwuchtkräfte auf ein Minimum reduziert bzw. ganz vermieden werden.

Diese Aufgabe ist durch die im Hauptanspruch angegebene Erfindung gelöst. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen dar.

Zur Folge dieser Ausgestaltung ist eine Umlaufbiegeprüfmaschine verwirklicht, welche den Einsatz von hohen Biegemomenten erlaubt. Dies ist durch die Anordnung eines Aus gleichsgewichtes in der Rotationsebene des Unwuchtgewichtes erreicht. Das Ausgleichsgewicht ist um 180° zum Unwuchtgewicht versetzt angeordnet und am Ma schinengestell gelagert. Es rotiert mit der gleichen Geschwindigkeit und um die gleiche Rotationsachse wie das Unwuchtgewicht. Aufgrund der Anordnung der beiden Gewichte wirken während deren Rotation die verursachten Fliehkräfte genau in entgegengesetzter Richtung, wodurch sie sich bei gleichen Beträgen, welche durch einfache Konstruktions maßnahmen realisiert werden können, aufheben. Es findet ein Fliehkraftausgleich statt, wodurch das Maschinengestell keine Schwingungsanregung in radialer Richtung erfährt.

Das Ausgleichsgewicht ist vorteilhafterweise auf einer fliegend gelagerten Hohlwelle ange ordnet. Der Innendurchmesser der Hohlwelle ist so gewählt, daß er die radiale Auslenkung der Antriebswelle der Maschine erlaubt.

Die Hohlwelle ist fest mit der Antriebswelle verbunden, welche Verbindung die gleiche Umdrehungszahl beider Wellen garantiert.

Gemäß der Ausgestaltung nach Anspruch 5 ist das Ausgleichsgewicht an einem Lager konzentrisch zur Lagerung des Unwuchtgewichtes angeordnet. Dabei ist das Lagerge häuse des Ausgleichsgewichtes mit dem Maschinengestell verbunden.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Ausgleichsgewicht so an geordnet ist, daß seine drehzahlabhängige Auslenkung möglich ist. Eine Auslenkung des Unwuchtgewichtes bewirkt eine Radienänderung, d. h. eine Änderung der Fliehkraft und dadurch ist bei fester Anordnung des Ausgleichsgewichtes ein exakter Fliehkraftaus gleich nur für eine bestimmte Drehzahl der Maschine gegeben. Wo ein absolut exakter Fliehkraftausgleich bei jeder Drehzahl stattfinden soll, bewirkt die Anordnung des Ausgleichsgewichtes derart, daß eine drehzahlabhängige Auslenkung möglich ist, einen exakten Fliehkraftausgleich. Vorteilhaft ist, wenn das Ausgleichsgewicht dabei radial und axial geführt ist. Die Auslenkung des Ausgleichsgewichtes kann vorteilhafterweise durch ein Federelement realisiert sein.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Umlaufbiegeprüfmaschine mit der An ordnung des Ausgleichsgewichtes auf einer Hohlwelle;

Fig. 2 einen Schnitt durch eine andere Variante der Anordnung des Ausgleichsgewichtes,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die Ausführungsform der Fig. 2.

Die Umlaufbiegeprüfmaschine weist einen Elektromotor 1, eine Antriebswelle 2, ein Wellenteil 3, einen Prüfling 4, ein Unwuchtgewicht 5, ein Ausgleichsgewicht 6 sowie ein Maschinengestell 7 auf. Das Ausgleichsgewicht 6 ist an einem Tragarm 8 befestigt, welcher mit einer Rechtecknabe 9 fest verbunden ist. Die Rechtecknabe 9 befindet sich auf dem unteren Ende einer fliegend gelagerten Hohlwelle 10. Die Hohlwelle 10 ist konzentrisch zu der Antriebswelle 2 angeordnet, über die die Umlaufbiegeprüfmaschine von dem Elektromotor 1 angetrieben wird. Die Hohlwelle 10 ist über Wälzlagern 11, die am Außendurchmesser der Hohlwelle 10 befestigt sind, im Lagergehäuse 12 drehbar gelagert angeordnet. Das Lagergehäuse 12 ist mit zwei Lagerböcken 13 am Maschinengestell 7 befestigt. Somit ist das Ausgleichsgewicht 6 auch fest mit dem Maschinengestell 7 verbunden. Die Hohlwelle 10 und die Antriebswelle 2 sind an ihren oberen Enden über einen Flansch 14 fest miteinander verbunden so, daß sich das Ausgleichsgewicht 6 bei jedem Betriebszustand um den Winkel von 180° versetzt zu dem Unwuchtgewicht 5 der Prüfmaschine befindet. Das Ausgleichsgewicht 6 rotiert mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie das Unwuchtgewicht 5 um die gleiche Achse, die Achse A-A der Prüfmaschine. Aufgrund dieser Anordnung wirken die vom Unwuchtgewicht 5 und dem Ausgleichsgewicht 6 verursachten Fliehkräfte genau in entgegengesetzter Richtung. Sind die Beträge der Fliehkräfte gleich, so erfährt das Maschinengestell 7 bzw. das Maschinenfundament durch den stattgefundenen Fliehkraftausgleich keine Schwingungsanregung.

In Fig. 2 ist eine andere Lagervariante des Ausgleichsgewichtes 6 dargestellt. Das Ausgleichsgewicht 6 ist am Innenring eines Lagers 15 befestigt, das in der Rotationsebene des Unwuchtgewichtes 5 konzentrisch zu dessen Lagerung 16 angeordnet ist. Dieses La ger 15 ist in einem Lagergehäuse 17 angeordnet, das mit dem Maschinengestell 7 fest verbunden ist. Das Unwuchtgewicht 5 der Prüfmaschine befindet sich bei dieser Ausfüh rungsform zwischen zwei Führungen 18, die fest mit dem Lagerinnenring 15a verbunden sind, so daß sich dieser und das um den Winkel von 180° versetzte Ausgleichsgewicht 6 mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit wie das Unwuchtgewicht 5 drehen. Auch bei die ser Ausführungsform werden also die auf das Maschinengestell 7 wirkenden Fliehkräfte ausgeglichen. Die Führungen 18 für das Unwuchtgewicht 5 sind so ausgestaltet, daß sie im Betrieb die radiale und axiale Auslenkung desselben nicht behindern. Zwischen dem Lagerinnenring 15a und dem Unwuchtgewicht 5 besteht ein freier Raum 19 für die Aus lenkung des Unwuchtgewichtes 5 bei Betrieb der Umlaufbiegeprüfmaschine.

Claims

1. Umlaufbiegeprüfmaschine zum Einleiten eines umlaufenden Biegemomentes in einen Prüfling, wobei das Umlaufbiegemoment durch ein rotierendes, drehbar gelagertes und am dem Prüfling abgewandten Ende eines Wellenteiles ange ordnetes Unwuchtgewicht erzeugt und über das Wellenteil in den Prüfling ein geleitet wird und der Prüfling einerseits fest mit dem Wellenteil und andererseits fest mit dem Maschinengestell verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rotationsebene des Unwuchtgewichtes (5) ein um 180° zu diesem versetzt angeordnetes und am Maschinengestell (7) gelagertes Ausgleichsgewicht (6) vorgesehen ist, welches mit der gleichen Geschwindigkeit wie das Unwuchtge wicht (5) um die Rotationsachse (A-A) desselben rotiert.

2. Umlaufbiegeprüfmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgewicht (6) auf einer fliegend gelagerten Hohlwelle (10) angeordnet ist.

3. Umlaufbiegeprüfmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlwelle (10) konzentrisch zu der Antriebswelle (2) der Umlaufbiegeprüfma schine angeordnet ist.

4. Umlaufbiegeprüfmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (2) und die Hohlwelle (10) fest miteinander verbunden sind.

5. Umlaufbiegeprüfmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgewicht (6) an einem in der Rotationsebene des Unwuchtgewichtes konzentrisch zu dessen Lagerung vorgesehenen Lager (15) angeordnet ist.

6. Umlaufbiegeprüfmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lagergehäuse (17) des Ausgleichsgewichtslagers (15) mit dem Maschinenge stell (7) fest verbunden ist.

7. Umlaufbiegeprüfmaschine nach einem oder mehreren der vorangegangenen An sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ausgleichsgewicht (6) in radialer und axialer Richtung so angeordnet ist, daß eine drehzahlabhängige Auslenkung desselben ermöglicht wird.

8. Umlaufbiegeprüfmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die drehzahlabhängige Auslenkung durch ein Federelement realisiert ist, wobei das Ausgleichsgewicht (6) radial und axial geführt ist.