Funktions- und Lebensdauerprüfstände

Lebensdauerprüfstand

Funktions- und Lebensdauerprüfstände

Funktions- und Lebensdauertests für Bauteile und Baugruppen erfordern eine Überprüfung der Spezifikation auf Lebensdauer und Funktionalität. Die Parameter Belastbarkeit, Festigkeit und Lebensdauer sind entscheidende Merkmale in der Produktentwicklung.

Gerne stellen wir die benötigte Anlage/ Vorrichtung für Sie her. Die Prüfstände werden in unserem Anlagenbau konzipiert und gebaut.

Dauerfestigkeitsversuch am Beispiel von PKW-Schaltgabeln

Mit dem Schaltgabelprüfstand wird die Einbausituation einer Schaltgabel in einem Fahrzeuggetriebe simuliert und deren Dauerfestigkeitsverhalten anhand von Langzeitstandversuchen ermittelt.

Der Schaltgabel-Prüfstand besteht aus insgesamt vier Prüfstationen, wobei jede einzelne dieser Stationen für einen bestimmten Schaltgabeltyp individuell nach Kundenwunsch ausgelegt werden kann.
Schaltgabelprüfstand Draufsicht
Vier Stationen-Schaltgabelprüfstand
Vier Stationen-Schaltgabelprüfstand - Draufsicht
Schaltgabelprüfstand Draufsicht
Die vier Prüfstationen werden in einer gemeinsamen Ölwanne betrieben, wobei jede Station über eine umklappbare Spritzschutzhaube aus Plexiglas verfügt, sodaß diese unter Öl laufen können und das Leckageöl in den Tank des Hydraulikaggregates zurückfließen kann. Die Prüfstationen stehen auf einem Gestell, unter dem das Hydraulikaggregat abgeordnet ist.
Kontrollvorrichtung für Schaltgabeln

Prüfmerkmale


Die Testreihe von insgesamt 375.000 Arbeitshüben kann in mehrere Zyklusstufen unterteilt werden, z.B. in sieben Stufen mit 50.000 Hüben und die letzte Stufe mit 25.000 Hüben.

Diese "Boxenstopps" sind notwendig, da nach jeder Stufe der Kugelkäfig und die Clips an dem Prüfling ausgetauscht werden müssen.

Ebenso müssen die Hülsen, in denen die Kugellager laufen, kontrolliert und gegebenenfalls ausgetauscht werden.

Am Ende jeder Zyklusstufe (z.B. alle 50.000 Hübe) schaltet sich die jeweilige Prüfstation automatisch ab, um diese Austauscharbeiten zu ermöglichen.
Die Anzahl und Art der Zyklen kann individuell variiert werden - die Gesamtzahl der festgelegten Hübe  (z.B. 375.000) bleibt jedoch in jedem Fall erhalten.
Prüfvorrichtung für PKW-Schaltgabeln
Prüfvorrichtung für PKW-Schaltgabeln

Nach jeder Zyklusstufe von 50.000 Arbeitshüben:

Austausch der Kugellager und der Clips, sowie Qualitätsüberprüfung der Hülse.

Programmablauf

Prüfprogramme
Je nach Anforderung an das Bauteil kann am Operator Panel zwischen verschiedenen Prüfprogrammen gewählt werden.

Prüfprogramm 1
Es wird ein bestimmter Druckwert ermittelt (z.B. 20 Bar) und nach einer bestimmten Zeit (z.B. 500ms) wird der zurückgelegte Weg (Wegpunkt) erfasst.

Prüfprogramm 2
Es wird eine bestimmte Kraft (z.B. F = 1.000 N) vorgegeben, und das Programm wartet, bis der entsprechende Druck erreicht ist. Danach wird der Wegpunkt aufgenommen.

Positionsmessung
Der Hubweg des Bauteils wird über ein Wegmesssystem ermittelt. Dieses System muss einmalig kalibriert werden. Der Messbereich ist hier auf 40mm festgelegt.
Die Referenzposition ist die Position, in der sich das Bauteil im eingelegten, drucklosen Zustand befindet. Durch unterschiedlich lange Abstandshülsen wird von links auf dem Messstab der Nullpunkt festgelegt.  

Die Ermittlung der Endpunkte des Messbereichs erfolgt durch ein externes Programmiergerät, welches mit den analogen Ausgängen der Messeinheit verbunden ist.
Drucksensoren
Die Drucksensoren liefern ein analoges Signal an die SPS. Dies wird durch eine Skala umgerechnet und zeigt den tatsächlichen Druck in bar am Bedienfeld an.
Diese Rückmeldung des Drucks wird auch für Programm 2 benötigt. Es wird abgefragt, ob der Solldruck mit dem Istdruck übereinstimmt.

Druckventile
Die Ventile sind Proportionalventile, die von den Analogausgängen einer SPS und von einem Signalverstärker gesteuert werden.
Durch Skalieren der SPS auf den Betriebsdruck der Hydraulikpumpe kann jeder Druck individuell angepasst werden.

Kraftmessung
Die Messung der tatsächlichen Kraft, die auf das Werkstück wirkt, kann durch eine Kraftmessdose erfolgen, d. H. insbesondere für jeden Zylinder