Antriebe für Materialprüfmaschinen

Antriebe für Materialprüfmaschinen

Allgemeines

Der Antrieb einer Materialprüfmaschine für die Werkstoff-, Bauteil- und Funktionsprüfung gehört neben

• der Beanspruchungseinrichtung (Lastrahmen)
• der Prüfkörperhalterung
• dem Mess-, Steuer- und Regelsystem und
• der Auswerteeinheit (PC und Prüfsoftware)

zu den wichtigsten Funktionsgruppen, die in gegenseitiger Beeinflussung die Qualität und die Anwendungsbreite einer Universalprüfmaschine bestimmen.

Man unterscheidet folgende Antriebsarten:

• elektro-mechanischer Antrieb
• servo-hydraulischer Antrieb
• elektro-dynamischer Antrieb
• pneumatischer Antrieb
• Hybridantrieb (z.B. Kombination aus elektro-mechanisch und servohydraulisch)

Literaturhinweis:

• Dripke, M., Michalzik, G., Bloching, H., Fahrenholz, H.: Mechanische Prüfverfahren und Kenngrößen – kompakt und verständlich. Band 1: Der Zugversuch bei quasistatischer Beanspruchung. Castell-Verlag GmbH, Wuppertal (2002) S. 57 (ISBN 3-934255-50-7) (siehe AMK-Büchersammlung unter C 14)

Elektro-mechanischer Antrieb

Ein elektro-mechanischer Antrieb ist eine der möglichen Antriebsarten für Universalprüfmaschinen bei quasistatischer Beanspruchung. In hohen Prüfkraftbereichen (bis 600 kN) dominiert der elektro-mechanische Antrieb. Hier werden praktisch verschleißfreie bürstenlose Drehstrom-Regelantriebe, digitale Regelsysteme und reibungsarme Kugelgewindeantriebe eingesetzt. Ein elektro-mechanischer Antrieb ermöglicht stufenlos einstellbare und exakt reproduzierbare Prüfgeschwindigkeiten von 0 bis auf Höchstgeschwindigkeit. Auch die Beschleunigung ist einstellbar. Schaltgetriebe und Kupplungen sind hier nicht mehr erforderlich. Für kleinere Prüfgeschwindigkeiten werden auch kostengünstige Gleichstromantriebe angeboten.
Elektro-mechanische Antriebe gewährleisten eine sehr genaue und überschwingfreie Positionierung der beweglichen Traverse.

Die Dynamik eines elektromotorischen Antriebes wird wesentlich von seiner Massenträgheit bestimmt, die aber bei gleicher Bauart überproportional zur Antriebsleistung ansteigt. Die Dynamik nimmt deshalb bei „großen“ Motoren ab. Gleichzeitig verringert sich die Qualität der Antriebsregelung. Bei Prüfkräften über 600 kN beginnt der Einsatz von Kugelgewindetrieben und -lagern problematisch zu werden. Für größere Prüfkräfte werden dann servo-hydraulische Antriebe oder Hybridantriebe eingesetzt.

Literaturhinweis

• Dripke, M., Michalzik, G., Bloching, H., Fahrenholz, Mechanische Prüfverfahren und Kenngrößen – kompakt und verständlich, Band 1: Der Zugversuch bei quasistati-scher Beanspruchung, Castell-Verlag GmbH, Wuppertal 2002, S. 57-58