DE4400520C1

DE4400520C1 - Prüfstand zur Durchführung von Wechselbiegeversuchen an flexiblen Versorgungsleitungen

Info

Publication number: DE4400520C1
Application number: DE19944400520
Authority: DE
Inventors: Uwe Dr Rudorf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-01-07
Filing date: 1994-01-07
Publication date: 1995-01-12
Anticipated expiration: 2014-01-08

Description

Die Erfindung betrifft einen Prüfstand zur Durchführung von Wechselbiegeversuchen an flexiblen Versorgungsleitungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Prüfstand ist aus der DE 1 18 720 bekannt.

Bei der Entwicklung von Kabeln, vor allem bei Spezialkabeln, besteht ein entscheidendes Problem darin, daß vor dem endgültigen Einsatz des Kabels kaum vorhergesagt werden kann, ob das entwickelte Kabel den Dauerbelastungen des realen Einsatzfalles entsprechen kann. Deshalb wird hier versucht, mit mehr oder weniger realitätsnahen Dauerlauftests mögliche Probleme des Dauereinsatzes oder eventuell mögliche Frühausfälle zu erkennen. Diese Prüfeinrichtungen haben meist nur einen Freiheitsgrad, so daß z. B. ausschließlich Schlepptests vorgenommen werden können. Dies ist auch für eine Vielzahl von Anwendungsfällen bereits sehr aussagekräftig.

Anders verhält es sich jedoch bei Kabeln, die in mehreren Freiheitsgraden bewegt werden, z. B. bei Robotern oder im Kupplungsbereich von Schienenfahrzeugen. Diese Kabel sind im Dauereinsatz verschiedenen Bewegungen ausgesetzt. Durch das vorhandene Spiel zwischen den Kupplungen, aber auch durch Schwingungen in horizontaler und vertikaler Richtung während des Fahrens der Schienenfahrzeuge sowie zusätzliche ruckartige Bewegungen über Schienenstößen ergibt sich ein sehr komplexer Bewegungsablauf.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Prüfstand bereitzustellen, der auch solche komplexen Bewegungsabläufe simulieren kann. Diese Aufgabe wird durch einen Prüfstand mit den Merkmalen nach dem Patentanspruch 1 gelöst.

Damit lassen sich bereits im Vorfeld des regulären Kabeleinsatzes Aussagen zum Dauerverhalten der Kabel machen.

Neben dem Einsatz für Dauertests an elektrischen Kabeln ist die beschriebene Prüfeinrichtung auch einsetzbar für Bauteile von ähnlichem Aufbau, wie ihn Kabel haben, so z. B. für Schläuche und Schlauchsysteme, Seile und Litzen sowie Kombinationen aus diesen Bauteilen.

Aufbau und Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels des Prüfstandes sollen anhand der Fig. 1 bis 4 beschrieben werden.

Es zeigt

Fig. 1 Prinzipskizze des Prüfstandes,

Fig. 2 Ansicht des vertikalen Drehelements,

Fig. 3 Ansicht des horizontalen Drehelements,

Fig. 4 Bewegungsachsen bei einseitigem Aufbau einer Drehanlage.

Das auf seine mechanische und elektrische Dauerfunktionsfähigkeit zu prüfende Kabel (1) wird verwindungsfrei in der Drehanlage (22) befestigt. Die Drehanalge (22) besitzt eine vertikale Dreheinrichtung (2). Diese Dreheinrichtung wird mittels eines Antriebselementes (3), z. B. eines Getriebemotors, in gleichmäßige Drehbewegung versetzt. Durch die Rotation der vertikalen Dreheinrichtung (2) in der Bewegungsebene (V) bewegt sich das derart fixierte Ende des Kabels (1) auf einer Kreisbahn mit gleichmäßiger Geschwindigkeit. Das Antriebselement (3) mit der daran befestigten vertikalen Dreheinrichtung (2) befindet sich seinerseits auf einer horizontalen Dreheinrichtung (4), die ebenfalls mittels eines Antriebselements (5) in der Bewegungsebene (H) eine rotierende Bewegung vollführt. Diese Bewegung der horizontalen Dreheinrichtung (4) ergibt für das Antriebselement (3) auch wieder eine Kreisbahn mit gleichmäßiger Geschwindigkeit. Um einen möglichst komplexen Bewegungsablauf simulieren zu können, besteht die Möglichkeit, die Rotationsgeschwindigkeiten sowie die Rotationsrichtungen der vertikalen Dreheinrichtung (2) sowie der horizontalen Dreheinrichtung (4) unterschiedlich zu wählen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, daß die Bahn des in der Spannvorrichtung (6) fixierten Kabelendes A (7) durch die Wahl unterschiedlicher Drehradien in den Dreheinrichtungen (2) und (4) verändert wird. Um auch ruckartige Bewegungen simulieren zu können, wie sie vor allem an Schienenstößen vorkommen, wird der Dreharm (8) der vertikalen Dreheinrichtung (2) besonders ausgebildet. Die entsprechende Darstellung enthält die Fig. 2.

Der Dreharm (8) besteht aus dem Fixierflügel (9) für das zu prüfende Kabel (1) sowie dem Gegengewicht (10). Das Gegengewicht bewirkt einen Massen- und Momentausgleich, um die mechanische Konstruktion der vertikalen Dreheinrichtung (2) sowie des entsprechenden Antriebselementes (3) so klein wie möglich halten zu können. Der Fixierflügel (9) besitzt einen Ausschnitt (11), in dem sich die Spannvorrichtung (6) für das Kabelende A (7) befindet. Sie besteht aus der Drehhalterung (12) für das zu prüfende Kabel (1) sowie den beiden Bewegungsbegrenzern (13) und (14), mit denen der Drehradius in der Bewegungsebene (V) festgelegt wird. Halten die beiden Bewegungsbegrenzer (13) und (14) nicht kraftschlüssig die Drehhalterung (12) fest, so ergibt sich in der Bewegungsrichtung (Z) ein mehr oder weniger großes Spiel. Bei jeder Umdrehung der Dreheinrichtung (2) in der Bewegungsebene (V) ergibt sich damit eine ruckartige Bewegung des zu prüfenden Kabels in der Bewegungsrichtung (Z), was recht realitätsnah z. B. einen Schienenstoß simulieren kann.

Die Drehhalterung (12) besteht ihrerseits zur Sicherung einer verwindungsfreien Fixierung des zu prüfenden Kabels (1) aus einem im Ausschnitt (11) gleitenden Schlitten (19) und dem, z. B. mittels eines Rollen- oder Gleitlagers belagerten Fixierring (20). In diesem Fixierring (20) kann sich das zu prüfende Kabel (1) frei in der Bewegungsebene (V) bewegen, so daß unmittelbar am Kabel die aus der Drehbewegung der Dreheinrichtung (2) resultierende Verwindung damit kompensiert wird. Das zu prüfende Kabel (1) bleibt damit durch sein Eigengewicht in einer relativ stabilen Hängelage. Gleichzeitig besteht so die Möglichkeit, an das Kabelende A (7) elektrische Anschlüsse zur elektrischen Dauerdurchgangsprüfung anzuschließen. Wird die Prüfeinrichtung für Tests an Schläuchen oder Schlauchsystemen genutzt, ist ebenfalls ein Medienanschluß möglich.

Die horizontale Dreheirichtung (4) besitzt einen ähnlichen Aufbau wie die vertikale Dreheinrichtung (2). Sie besteht aus dem Fixierelement (15) mit einem Ausschnitt (16) und der zweiten Spannvorrichtung (18). Die zweite Spannvorrichtung (18) besteht aus der Drehhalterung (17) und einem Drehlager (23). Das Drehlager (23) gewährleistet, daß bei der Umdrehung der Dreheinrichtung (4) in der Bewegungsebene (H) die Dreheinrichtung (2) immer gleich augerichtet verbleibt. Mit der Drehhalterung (17) wird der Drehradius in der Bewegungsebene (H) eingestellt.

Es besteht die Möglichkeit, das Kabelende B (21) in einer Drehhalterung ähnlich der Ausführung (12) zu fixieren. Ebenso ist es möglich, am Kabelende B (21) eine weitere, wie oben beschriebene Drehanlage (22) zu installieren. Damit kann dann auch eine Relativbewegung der beiden Kabelenden A (7) und B (21) zueinander simuliert werden. Weiterhin möglich ist statt des Einsatzes von Antriebselementen (3) und (5), die eine gleichförmige Drehbewegung erzeugen (z. B. Getriebemotoren), die Verwendung von Schrittmotoren oder programmgesteuerten Antriebselementen.

Bezugszeichenliste

1 zu prüfendes Kabel
2 vertikale Dreheinrichtung
3 Antriebselement
4 horizontale Dreheinrichtung
5 Antriebselement
6 Spannvorrichtung
7 Kabelende A
8 Dreharm
9 Fixierflügel
10 Gegengewicht
11 Ausschnitt
12 Drehhalterung
13 Bewegungsbegrenzer
14 Bewegungsbegrenzer
15 Fixierelement
16 Ausschnitt
17 Drehhalterung
18 Zweite Spannvorrichtung
19 Schlitten
20 Fixierring
21 Kabelende B
22 Drehanlage
23 Drehlager
H Horizontale Bewegungsebene
V Vertikale Bewegungsebene
Z Zusätzliche Bewegungsrichtung

Claims

1. Prüfstand zur Durchführung von Wechselbiegeversuchen an flexiblen Versorgungsleitungen, insbesondere an Kabeln und Schläuchen, mit einer ersten motorisch angetriebenen Dreheinrichtung für eine mit veränderbarem Radius außerhalb der Drehachse gelegene erste Spannvorrichtung zur verwindungsfreien Aufnahme eines Endes der flexiblen Versorgungsleitung, dadurch gekennzeichnet,

- daß eine zweite, unabhängige, motorisch angetriebene Dreheinrichtung mit einer anderen Drehachsenrichtung als die der ersten Dreheinrichtung vorgesehen ist, für eine mit veränderbarem Radius außerhalb der Drehachse gelegene zweite Spannvorrichtung, die eine Drehhalterung und ein Drehlager aufweist und darin den Antrieb der ersten Dreheinrichtung aufnimmt, und
- daß die erste Spannvorrichtung aus einem radial beweglich geführten Schlitten, einem Fixierring im Schlitten und zwei Bewegungsbegrenzern für die Schlittenbewegung besteht, die je nach ihrer Einstellung sowohl eine Befestigung des Schlittens in einem vorgegebenen Radius, als auch ein begrenztes Radialspiel des Schlittens zulassen, um ruckartige Bewegungen der Versorgungsleitung zu simulieren.

2. Prüfstand nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das zweite Ende der flexiblen Versorgungsleitung eine gleichartige Bewegungseinrichtung wie für das erste Ende vorgesehen ist.

3. Prüfstand nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten der ersten Spannvorrichtung in einem Ausschnitt eines Fixierflügels geführt ist.

4. Prüfstand nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Spannvorrichtung ebenfalls aus einem in einem Ausschnitt beweglich zwischen Bewegungsbegrenzern angeordneten Schlitten mit einem Fixierring besteht.

5. Prüfstand nach einem der Ansprsüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Fixierring derart aufgebaut ist, daß sowohl bei einer Bewegung des Schlittens im Ausschnitt als auch bei der Umdrehung der ersten und zweiten Dreheinrichtung die zu prüfende Versorgungsleitung in ihrer von der Schwerkraft vorgegebenen, senkrechten Grundstellung verbleibt.

6. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Fixierring drehbar im Schlitten gelagert ist.

7. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtungen der Dreheinrichtungen sowohl eine gleichförmige Drehbewegung als auch schrittförmige und/oder programmgesteuerte Bewegungsabläufe ermöglichen.

18. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Versorgungseinrichtungen für zu den Versorgungsleitungen gehörende Medien in den Prüfstand integriert sind.

9. Prüfstand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Kabel als Versorgungsleitung in den Prüfstand eine Einrichtung zur elektrischen Dauerdurchgangsprüfung des zu prüfenden Kabels derart integriert wird, daß die Durchgangsprüfung während des gesamten Prüfungszykluses möglich ist.