Ermüdungsprüfung an Motor-Komponenten

Hochfrequenzpulsator Amsler HFP 5100 (PresseBox) (Ulm, ) Die neuen Generationen der Verbrennungsmotoren sind immer höheren Belastungen (Temperatur, Druck) ausgesetzt. Bruchmechanische Unter suchungen sowie Ermüdungsversuche an den verwendeten Bauteilen sind daher unverzichtbare Bestandteile der Qualitätssicherung. Die Hochfrequenzpulsatoren (HFPs) von Zwick mit Prüffrequenzen bis zu 300 Hz gewährleisten kurze Prüfzeiten und damit einen hohen Probendurchsatz und sind somit für die Prüfung von Motor-Komponenten, wie Kurbelwellen, Pleuels oder Schrauben, ideal geeignet.

Hochfrequenzpulsatoren werden zur Bestimmung der Schwingfestigkeit im Zeitund Dauerfestigkeitsbereich an Werkstoffen und Bauteilen eingesetzt. Typisches Beispiel ist der Dauerschwingversuch nach DIN 50100 (Wöhlerkurve) im Zug-, Druck-, Schwell- und Wechsellastbereich. Für diese Untersuchungen hat Zwick den Hochfrequenzpulsator Amsler entwickelt, der in fünf Baureihen mit Prüfkräften von 5 bis 550 kN zur Verfügung steht. Die hohen Prüffrequenzen bis hin zu 300 Hz gewährleisten kurze Prüfzeiten und damit einen hohen Probendurchsatz. Der Hochfrequenzpulsator erreicht bei geringer Energiezufuhr hohe Frequenzen eine große Kraftamplitude und benötigt nur etwa 2% des Energiebedarfs von servohydraulischen Prüfmaschinen. Da keine Zusatzaggregate für Hydraulik oder Kühl wasser notwendig sind, ist die Installation sehr einfach durchzuführen. Das Gleiche gilt für die Bedienung, denn die Prüfsoftware testXpert von Zwick ist genau an die Prüfaufgaben angepasst.

Der Hochfrequenzpulsator kann für die Ermüdungsprüfung von Pleueln eingesetzt werden. Hier liegt die Prüffrequenz bei ca. 100 Hz, die Ermüdungsgrenze wird hier mit ca. N=5x106 Zyklen angenommen. Mit speziellen Gabelprobenhaltern wird das Pleuel ähnlich zum echten Betrieb in den HFP eingespannt. Eine optionale temperierte Ölumgebung ermöglicht eine realitätsnahe Prüfung des Pleuels.

Zur Ermittlung der Wöhlerkurve gemäß DIN 50100 bei Kurbelwellen wird eine relativ niedrige Frequenz benötigt, auch hier kann der Zwick Hochfrequenzpulsator eingesetzt werden. Hierzu werden mit einer Prüffrequenz von z. B. 80 Hz maximal 3x106 kraftgeregelte Sinus-Zyklen nach dem Treppenverfahren durchgeführt. Die Ermüdung erfolgt durch Biegebelastung, wobei der Aufnahmetisch und das Prüfwerkzeug so gestaltet sind, dass durch Umspannen unterschiedliche Segmente der Kurbelwelle geprüft werden können.

Des Weiteren eignet sich der HFP auch ideal für Ermüdungsprüfungen an Verbindungselementen, wie Schrauben, Nieten oder Schweißnähten

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