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Ermüdungsprüfung an Motorkomponenten

Hochfrequenzpulsatoren (HFPs) von Zwick mit Prüffrequenzen bis zu 300 Hertz gewährleisten kurze Prüfzeiten und damit einen hohen Probendurchsatz. Sie sollen für die Prüfung von Motorkomponenten, wie Kurbelwellen, Pleuels oder Schrauben, gut geeignet sein.

Zur Bestimmung der Schwingfestigkeit im Zeit und Dauerfestigkeitsbereich an Werkstoffen und Bauteilen werden Hochfrequenzpulsatoren eingesetzt. Ein typisches Beispiel sei der Dauerschwingversuch nach DIN 50100 (Wöhlerkurve) im Zug-, Druck-, Schwell- und Wechsellastbereich, erklärt das Unternehmen. Für diese Untersuchungen hat Zwick den Hochfrequenzpulsator Amsler entwickelt, der in fünf Baureihen mit Prüfkräften von 5 bis 550 Kilonewton zur Verfügung steht. Die hohen Prüffrequenzen bis hin zu 300 Hertz sollen kurze Prüfzeiten gewährleisten und damit einen hohen Probendurchsatz. Der Hochfrequenzpulsator erreiche bei geringer Energiezufuhr hohe Frequenzen eine große Kraftamplitude und benötige etwa zwei Prozent des Energiebedarfs von servohydraulischen Prüfmaschinen. Keine Zusatzaggregate für Hydraulik oder Kühlwasser sein notwendig. Daraus folge eine einfache Installation. Das Gleiche gilt für die Bedienung, denn die Prüfsoftware Test-Xpert von Zwick ist an die Prüfaufgaben angepasst.

Der Hochfrequenzpulsator kann für die Ermüdungsprüfung von Pleueln eingesetzt werden, erklärt das Unternehmen. Hier liege die Prüffrequenz bei zirka 100 Hertz, die Ermüdungsgrenze werde mit rund N=5x10 hoch 6 Zyklen angenommen. Mit speziellen Gabelprobenhaltern wird das Pleuel ähnlich zum echten Betrieb in den HFP eingespannt, erklärt das Unternehmen. Eine optionale temperierte Ölumgebung ermögliche eine realitätsnahe Prüfung des Pleuels. Zur Ermittlung der Wöhlerkurve gemäß DIN 50100 bei Kurbelwellen werde eine relativ niedrige Frequenz benötigt, auch hier könne der Hochfrequenzpulsator eingesetzt werden. Mit einer Prüffrequenz von beispielsweise 80 Hertz werden 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, wird erläutert. Des Weiteren eignet sich der HFP auch für Ermüdungsprüfungen an Verbindungselementen, wie Schrauben, Nieten oder Schweißnähten.
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